中科大地球与行星物理学术报告通知-吴忠庆
报告地点：教学行政楼 706 会议室
报告时间：2024-04-12 从 15:00 到 16:30
报告人：吴忠庆（中国科学技术大学）
报告人简介：
中国科学技术大学地球和空间科学学院教授，主要从事矿物高温高压物性的第一性原理计算。发展了计算量不到常规方法的十分之一的弹性计算方法，用于揭示地球内部多个波速结构异常的成因、地球内部水循环以及地球深部成分和温度的空间分布等；获得了认识地球内部各种过程所需的矿物间多种元素的同位素平衡分馏系数，分析同位素分馏机理，认识熔融、结晶等地球内部过程对同位素分布的影响。2015年获傅承义青年科技奖，2019年获基金委杰出青年项目支持。至今已在 Nature, Nature Geoscience, Nature Communications, PNAS, PRL, EPSL, GRL, GCA 等杂志发表学术论文100多篇，引用3000余次。
报告题目：水诱导的地幔反转与克拉通大陆起源
报告内容简介
跟生命和板块运动一样，大陆也是地球所特有的。最早的大陆如何形成因此是地球和行星科学的关键科学问题。岛弧模型和地幔柱的海底高原模型是大陆起源的两个主流模型。相比较岛弧模型，地幔柱模型能更好地解释太古宙大陆的特征，但该模型在回答太古宙陆壳源区富水这一关键特征上遇到了困难。我们提出基底岩浆洋演化后期会出现水诱导的地幔反转，该反转能比较好地解决这个困难，同时还能解释太古宙多个令人困惑的现象。
在地幔发生整体熔融的情况下，岩浆洋在中地幔深度结晶，形成外面和基底两个岩浆洋。由于下地幔矿物含水能力低，随着岩浆的结晶，最初含一定量水的基底岩浆洋将越来越富水，水降低了基底岩浆洋的密度，当水富集到一定程度后，基底岩浆洋的密度不再比上覆地幔高，基底岩浆洋会出现重力失稳而形成地幔反转，该反转将水带到地球浅部，促进大陆和克拉通地幔岩石圈等的形成。因此太古宙大陆是基底岩浆洋演化的产物，当地幔反转耗尽基底岩浆洋后，太古宙型的大陆不再产生，太古宙末期对应着大陆形成机制的转变期，水诱导的地幔反转可以自然地解释为什么太古宙前后的大陆有完全不同的特性。类似的，水诱导地幔反转还可以解释其他多个长期困扰的现象，如：为什么几乎没有冥古宙的大陆，为什么主要在太古宙形成克拉通大陆，为什么太古宙的镁铁质岩石的源区具有原始地幔的组分且在整个太古宙几乎不变，为什么内太阳系只有地球具有大陆等。
在地幔发生整体熔融的情况下，岩浆洋在中地幔深度结晶，形成外面和基底两个岩浆洋。由于下地幔矿物含水能力低，随着岩浆的结晶，最初含一定量水的基底岩浆洋将越来越富水，水降低了基底岩浆洋的密度，当水富集到一定程度后，基底岩浆洋的密度不再比上覆地幔高，基底岩浆洋会出现重力失稳而形成地幔反转，该反转将水带到地球浅部，促进大陆和克拉通地幔岩石圈等的形成。因此太古宙大陆是基底岩浆洋演化的产物，当地幔反转耗尽基底岩浆洋后，太古宙型的大陆不再产生，太古宙末期对应着大陆形成机制的转变期，水诱导的地幔反转可以自然地解释为什么太古宙前后的大陆有完全不同的特性。类似的，水诱导地幔反转还可以解释其他多个长期困扰的现象，如：为什么几乎没有冥古宙的大陆，为什么主要在太古宙形成克拉通大陆，为什么太古宙的镁铁质岩石的源区具有原始地幔的组分且在整个太古宙几乎不变，为什么内太阳系只有地球具有大陆等。