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科技日報訊 （記者吳長鋒）7月31日，記者從中國科學技術大學獲悉，該校地球和空間科學學院特任教授鄧正賓與多位國際學者合作的研究成功揭示，地球地幔的運轉模式是呈階段性演變的，現(xiàn)代板塊構造體制下接近全地幔對流的模式只是地球演化近期的過渡狀態(tài)。相關成果論文在線發(fā)表于《自然》。

地球上、下地幔的物質交換會影響元素在地殼和地幔中的分配，對于理解類地行星的動力學和熱演化十分重要。鈦穩(wěn)定同位素體系是用來示蹤地殼—地幔物質交換的良好工具。

研究人員對24件球粒隕石樣品的鈦同位素進行了標定。結果顯示，早太古代（38億年—35億年前）的樣品和球粒隕石的鈦穩(wěn)定同位素組成一致；而35億年—27億年前地球地幔來源火成巖樣品的鈦穩(wěn)定同位素組成隨著時間逐漸變輕，直到與現(xiàn)代普通型大洋中脊玄武巖接近；而現(xiàn)代洋島玄武巖的鈦穩(wěn)定同位素組成與大洋中脊玄武巖存在差別，更接近全硅酸鹽地球的組成特征。結合已有大陸地殼生長模型可推測：地球太古代上、下地幔的物質交流處于受限的狀態(tài)，而該格局在現(xiàn)代已被打破。

研究人員表示，在此基礎上，他們還將對地球地質歷史中地幔物質交換模式及其演化的具體控制機制開展更多研究。