原文網址：https://www.uni-goettingen.de/en/3240.html?id=7808
地球上儲存最多黃金的場所並不是看管在諾科斯堡內部的美國金庫。事實上，它們隱藏在地下，而且遠遠超出一般人所能想到的深度。地球的黃金以及其他貴金屬有超過99.999%埋藏在3000公里厚的堅硬岩層之下，保存在地球的金屬核心當中，非人類所能企及。但最近，哥廷根大學的研究人員在夏威夷群島的火山岩中發現了貴金屬釕(Ru)留下的痕跡，並且確定其根源為地核。此發現發表在期刊《自然》(Nature)。
黃金並不像一般人所想的如此稀有。問題是地球超過99.999%的黃金與其他貴金屬被封存在地下大約3000公里處，也就是地核內部，遠遠不是人類可以到達的地方。圖片來源：Wikipedia/Slav4|Ariel Palmon
最新發表的研究指出許久以前的構造活動在海洋板塊內部造成的岩石成分異常，會影響其沉入地函時的速度與軌跡。
本研究區域的構造背景與用到的地震站。圖片來源:
Nature (2025). DOI: 10.1038/s41586-025-08754-0
地函過渡帶(mantle
transition zone, MTZ)位於地下410到660公里處，這個重要區域是物質進入地函深處的必經通道。地函過渡帶分佈著一些成分為玄武岩質的大型區域，它們會造成隱沒板塊(滑到另一個板塊下方的板塊)經過這裡時減速或停止下來，而不是直接沉到下部地函。雖然之前已經在地函過渡帶看到玄武岩質的儲集區域，但它們的起源卻還是不太清楚。
由南安普敦大學的研究人員(現在任職於伍茲霍爾海洋研究所)主持的國際地震學家團隊，提出了證據顯示他們找到一塊非常厚的地函過渡帶，其只能以該區域含有許多玄武岩質的成分來解釋。這項發現意謂在某些區域，整個海洋隱沒板塊(約100公里厚)都帶有大量玄武岩質的材料。
這篇發表於期刊《自然》(Nature)的發現讓我們對於板塊的隱沒作用有更多理解。此作用能把地表的物質和揮發性元素回收到地球內部深處，使得地球數十億年來可以維持氣候的長期穩定性、大氣成分的平衡以及生命的適居性。
這項突破性的研究是VoiLA(Volatiles
in the Lesser Antilles，小安地列斯群島的揮發性元素)計畫的一部分，執行此計畫的團隊在小安地列斯群島的海床裝設了34具地震儀。
「這是首次在大西洋的隱沒帶進行的大規模海底地震實驗，」Catherine
Rychert博士表示。她之前是南安普敦大學的副教授，現在則任職於伍茲霍爾海洋研究所。「我們並沒有預料到會在安地列斯群島下方發現厚度異常、約有330公里的地函過渡帶，這讓我們感到相當驚訝。在全世界觀察過的過渡帶中，這種厚度也是名列前茅。雖然加勒比海本來就因為陽光與沙灘而富有盛名，但它在板塊構造學的領域現在又有了新的名號。」
「板塊具有某種『記憶』並影響到它驅動地函對流以及把物質攪回地球內部的方式，這種想法實在是很瘋狂，」Nick Harmon博士表示。他之前是南安普敦大學的副教授，現在任職於伍茲霍爾海洋研究所。
主要作者Xusong
Yang之前是南安普敦大學的訪問學者，現在任職於邁阿密大學。他強調：「我們不能忽視傳承在隱沒海洋板塊內部的組成不均，這種性質可能對它進入地球內部之後最終的命運會是如何有相當大的影響。」
主持這項實驗的為之前任職於南安普敦大學的Kate
Rychert博士Nick
Harmon博士、倫敦帝國學院的Saskia
Goes教授、卡爾斯魯爾理工學院的Andreas
Reitbrock教授。經費來自NERC(英國自然環境研究委員會)與ERC(歐洲研究院)。
Sink or Swim: the
fate of sinking tectonic plates depends on their ancient tectonic histories
Newly published research has revealed
that compositional rock anomalies within oceanic plates caused by ancient
tectonics influence the trajectory and speed of the plates as they plunge deep
into Earth’s mantle.
Between depths of 410 and 660 kilometers lies the
mantle transition zone (MTZ), a critical region acting as a gateway for
materials entering Earth's deeper mantle. Large distributions of basalt rock
compositions within the MTZ can cause subducting plates—ones that slide beneath
other—to slow and/or stagnate within this zone, instead of descending directly
into the lower mantle. Although basalt reservoirs have previously been
discovered in the MTZ, their origins have remained unclear.
An international team of seismologists led by the
University of Southampton (and now at the Woods Hole Oceanographic Institution)
has provided evidence of an extremely thick MTZ, which can only be explained by
a large basaltic rock composition, suggesting that, in certain regions, entire
oceanic slabs—approximately 100 kilometers thick—can possess significant
basaltic material.
The findings, published in the journal Nature, provide a greater understanding
of plate subduction, which recycles surface materials and volatile elements
deep into the Earth's interior, sustaining long-term climate stability,
atmospheric balance, and the habitability of our planet over billions of years.
This groundbreaking research is part of the VoiLA
(Volatiles in the Lesser Antilles) project, in which the team deployed 34
seismometers on the ocean floor beneath the Lesser Antilles.
"This is the first large scale ocean bottom
seismic experiment conducted at an Atlantic subduction zone," said Dr.
Catherine Rychert, formerly an Associate Professor at the University of
Southampton and currently at the Woods Hole Oceanographic Institution. "We
were very surprised to find an unexpected and exceptionally thick—approximately
330 kilometers—mantle transition zone beneath the Antilles, which makes it one
of the thickest transition zones observed worldwide. Although the Caribbean is
well-known for its sunshine and beaches, it now has a new claim to fame in the
world of plate tectonics."
“It’s wild to think that in some ways tectonic plates
have a ‘memory’ and that affects the way the plates drive mantle convection and
mix material back into the Earth,” said Dr. Nick Harmon, formerly an Associate
Professor at the University of Southampton and currently at the Woods Hole
Oceanographic Institution.
Lead author, Dr. Xusong Yang, a former visiting
scholar at the University of Southampton and currently at University of Miami,
emphasized, "We cannot overlook the inherited compositional heterogeneity
of subducting oceanic slabs. It may greatly influence their ultimate fate in Earth's
deep interior.”
Dr. Kate Rychert and Dr. Nick Harmon, formerly of the
University of Southampton, Professor Saskia Goes from Imperial College London,
and Professor Andreas Reitbrock from Karlsruhe Institute of Technology, led the
experiment. The experiment was funded by NERC (Natural Environment Research
Council, UK) and the ERC (European Research Council).
原始論文：Xusong Yang,
Yujiang Xie, Catherine A. Rychert, Nicholas Harmon, Saskia Goes, Andreas
Rietbrock, Lloyd Lynch, Colin G. Macpherson, Jeroen Van Hunen, Jon Davidson,
Marjorie Wilson, Robert Allen, Jenny Collier, Jamie J. Wilkinson, Timothy J.
Henstock, John-Michael Kendall, Jonathan D. Blundy, Joan Latchman, Richard
Robertson. Seismic imaging of a basaltic Lesser Antilles slab from
ancient tectonics. Nature, 2025; DOI: 10.1038/s41586-025-08754-0
引用自：Woods Hole Oceanographic Institution.
"Sink or Swim: The fate of sinking tectonic plates depends on their
ancient tectonic histories."
原文網址：https://www.uu.nl/en/news/subterranean-islands-strongholds-in-a-potentially-less-turbulent-world
在地函深處藏有兩座跟陸塊一樣龐大的巨大「島嶼」。由烏特勒支大學發表在《自然》(Nature)的新研究顯示，相較於周圍溫度較低的隱沒板塊墳場，這兩個區域不只較為高溫，而且年代勢必也相當古老——至少有五千萬年甚至更久。這些觀察結果牴觸了一項越來越多人質疑的理論：地函是均勻混和且快速流動的說法。「地函並不如一般想法中的容易流動。」
此圖表示了板塊的隱沒過程(藍色)以及從LLSVP升起的地函柱(紅色)。組成後者的礦物顆粒比隱沒板塊大非常多。圖片來源：Utrecht University
南安普敦大學的科學家解開了關於板塊運動的一大謎題：為什麼某些陸地的「穩定」部分可以逐漸抬升成地球最雄偉的地形特徵？又是透過什麼樣的作用？
.jpg)
從Sentinel Hub Earth Observation Browser下載非洲南部大斷崖的衛星影像。該影像取自哨兵2號(Sentinel-2)的L1C資料庫。圖片來源： Tom Gernon教授，南安普敦大學。
地函是層在地殼下方的岩石，也是地球的組成中佔比最大的部分。最近科學家首度從地函取回一段相當長的岩石紀錄。
海洋鑽探船「聯合果敢號」2023年春季進行了航次399「生命基石——亞特蘭提斯地塊」。期間船上的科學家取出了一段延續將近1268公尺長的地函岩石。(圖片來源：Thomas Ronge)
原文網址：https://carnegiescience.edu/superdeep-diamonds-provide-window-supercontinent-growth
幫助古代岡瓦納大陸從底部開始成長並往上浮的地函岩石，在鑽石當中留下了它們的痕跡
幫助古代岡瓦納大陸從底部開始成長並往上浮的地函岩石，在鑽石當中留下了它們的痕跡。這篇新研究的科學團隊主持人為伯恩大學的Suzette
Timmerman(之前任職於阿爾伯塔大學)，成員包含了卡內基研究所的Steven
Shirey、Michael
Walter、
Andrew Steele。他們發表於《自然》(Nature)的這項成果證實了超深鑽石可以成為一扇穿越時間與空間的窗口，讓我們瞭解超大陸形成與成長的過程。
從巴西茹伊納地區的金伯利岩筒Collier-4挖掘出來的超深鑽石。圖片來源：Sarah Milne，阿爾伯塔大學
科學家運用歐洲同步輻射裝置(ESRF)的ID21光束線，研究古代岩漿裡的鋯石晶體所含有的磷灰石包裹體，結果揭曉了關於大氧化事件的重要訊息。這項成果發表於《自然—地球科學》(Nature Geosciences)。
用ESRF的ID21光束線測量鋯石內部的磷灰石包裹體的硫物種。大氧化事件前後，硫的能譜從還原硫(S2-)轉變成氧化硫(S6+)。作者主張原因為被空氣置換過的沉積物滲入地函，使得岩漿的氧化還原狀態有所改變。圖片來源：ESRF
原文網址：https://news.rice.edu/news/2023/iron-rich-rocks-unlock-new-insights-earths-planetary-history
帶狀鐵礦的特徵在視覺上相當突出：它具有層層交疊的焦橙色、銀色、棕色和藍黑色條紋。萊斯大學的新研究指出這種沉積岩可能促成了地球史上幾次最大型的火山爆發。
這塊受到變形而有褶皺的帶狀鐵礦來自懷俄明州南部，年代大約為27億年。深色的的條帶為氧化鐵(磁鐵礦與赤鐵礦)；橘黃色的條帶為含有氧化鐵的燧石(碧玉)。圖片來源：Linda Welzenbach-Fries/Rice University
By Felix
Würsten
動物在5億4000萬年前的迅速發展永久改變了地球，甚至達到下部地函。由蘇黎世聯邦理工學院的研究員Andrea
Giuliani主持的團隊，發現地函深處的岩石具有那次生物的迅速發展留下的痕跡。
金柏利岩是一種成分複雜的岩石，它們是從非常深的地方來到地球表面。圖中是一片富含碳酸鹽的金柏利岩薄片。圖片來源：David Swart / Messengers of the Mantle Exhibition
原文網址：https://news.yale.edu/2022/03/02/confessions-former-fireball-how-earth-became-habitable
By Jim Shelton
耶魯大學與加州理工學院的研究人員提出了一個大膽的新理論，解釋地球自身如何從一顆熾熱、被碳籠罩的岩石球體轉變成可以供養生命的星球。
by Josef Zens
二氧化矽(SiO2)是工業以及地質學中最重要的物質之一。由GFZ德國地質科學研究中心的Sergey
Lobanov主持的研究發展出一套新方法，可以測量在高達110
GPa(gigapascal，十億帕斯卡)，也就是平常大氣壓力的110萬倍下二氧化矽玻璃的密度。他們並非在同步光子設施中利用高度聚焦的X光進行研究，而是運用白光雷射光束與鑽石砧。研究人員將他們創新且簡單的方法發表在當期的《物理評論通訊》(Physical Review Letters)。
鑽石砧可以創造出比大氣壓力高出數百萬倍的極端壓力。(圖片來源：Sergey Lobanov)
原文網址：https://www.southampton.ac.uk/news/2021/01/atlantic-plate-tectonics.page
新研究發現從地殼下方深處湧上來的物質可能是把南北美大陸推離歐洲和非洲的原因。
原文網址：https://www.sciencedaily.com/releases/2020/11/201116075717.htm
研究得到的線索顯示沉入地函深處的板塊會有什麼樣的命運
By Jade Boyd
一篇新研究讓「跌入谷底」有了新的意義。地球表面是由許多塊石板組合而成，它們的底側稱為岩石圈。地震學家在中國東北方發現有塊岩石圈因為板塊隱沒作用的緣故，而被拉到地球內部400多英里(約650公里)深的地方。
上圖簡單顯示了驅動地球板塊運動(黑色箭頭)的熱對流循環(紅色箭頭)。熱流會經由地函最上層的軟流圈往隱沒帶流動。萊斯大學的電腦模型發現軟流圈在局部地方可以牽動上方的板塊，而非許多人認為的只會阻礙板塊的運動。圖片來源：Surachit/Wikimedia Commons
月球來的新礦物可以解釋地函內部發生的作用
一組歐洲研究團隊在月球隕石裡發現的高壓礦物，有助於解釋當物質處在地函內部的極端壓力之下會發生什麼事。
由維也納自然史博物館的Ludovic Ferrière取得的Oued Awlitis 001隕石碎片。
