近日,国际权威学术期刊《Science Advances》发表题为“Secular change of true polar wander over the past billion years (真极移在过去十亿年中的长期变化)”的创新研究成果。该成果由我校张世红教授团队与英国地调局科学家合作完成,中国地质大学(北京)为第一作者单位和通讯作者单位。
本研究揭示了作为地球动力学重要参数的真极移,其速率在地史中的变化同时受地幔热演化历史和超大陆事件的显著影响。行星或卫星内部质量的重新分布导致转动惯量的变化,进而引发其固态圈层相对星体自转轴旋转,这一现象在古地磁学领域称为真极移。地球真极移速率和幅度主要受控于地幔对流强度和地幔粘度的变化,其研究对古地理恢复和地球动力学研究有重要意义。研究团队在华南板块取得了新的古地磁与地质年代学结果,揭示在832–821 Ma之间发生了一次快速真极移事件(速率>5°/Myr)。作者们对全球古地磁数据库的分析提出真极移的长期变化与地幔冷却以及超大陆旋回中的地幔热结构的变化相关。当超大陆聚集,下伏地幔被大陆部分热隔绝期间,真极移速率被相对抑制;当超大陆离散,全球地幔热混溶重新建立时,真极移速率获得提升。研究团队对十亿年来的真极移事件研究认为真极移速率从新元古代以后总体降低,并在后续显生宙呈现更小幅度的变化;提出新元古代剧烈的板块构造活动增强了地幔冷却,在接下来的显生宙中导致地幔对流强度的减弱和地幔粘度的升高,进而导致真极移速率下降。
该研究得到国家自然科学基金委41830215和“111”项目(B20011)的支持。
张世红,地球科学与资源学院教授,长期从事古地磁学、前寒武纪重大地质事件和超大陆演化过程研究,2021年当选美国地质学会会士(GSA Fellow)。第一作者付海若,2016年我校首届创新班毕业生,在其本科和硕士研究生阶段加入张世红教授研究团队,曾赴英国地调局开展合作研究,目前就读哈佛大学地球与行星科学系博士研究生,主要研究兴趣为古地磁学、同位素地球与天体化学。合作者Daniel Condon博士是英国地调局年代学专家,冼汉标是我校2020届博士毕业生。
原文链接:https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abo2753
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