地幔是地球上最大的“碳儲庫”,封存了地球上絕大部分的碳。通過大洋鉆探,我國科學家首次在南海發現巖石圈“脫碳換骨”的秘密:南海地幔深部存在一種高度富碳的新型巖漿,可在巖石圈的作用下“脫碳”,連續轉化為堿性玄武巖。1月27日,國際著名期刊《自然—地球科學》報道了這一發現。
據這項研究負責人、中國科學院海洋研究所張國良研究員介紹,2014年,在第二次南海大洋鉆探IODP 349航次中,“決心”號在南海深水海盆、約4000米深的海底,成功鉆取到火山角礫。航次后,中外科學家合作對這些珍貴樣品進行了地球化學、同位素化學和礦物學的深入研究,證明了這是一種新型的、硅含量很高的碳酸質母巖漿。這種巖漿從深部地幔上升并和巖石圈相互作用后,“脫碳換骨”,就變成了很常見的堿性玄武巖。
“這種母巖漿只在實驗室里出現過,到底是否真實存在于地球上,一直是個謎。通過在南海深部鉆探,首次發現硅含量很高的碳酸鹽母巖漿,證明了科學家的推測。”張國良說,“更為重要的是:我們在南海首次發現的這種新類型巖漿,構成了一個從富硅碳酸巖至堿性玄武巖的連續變化,出現了一個過去研究從未想到的事實:堿性玄武巖可以由碳酸巖母巖漿演化而成。”
該項成果是2014年在南海實施的以我國科學家為主導的349航次的后續研究成果。國際大洋發現計劃是地球科學歷史上規模最大、影響最深的國際大科學合作計劃,目前世界上共有26個國家參與,科技部代表中國政府參與這一計劃。