日前，《自然-通訊》（Nature Comminucations）以Article形式刊發中國科學院海洋研究所深海中心孫衛東課題組關于板塊俯沖樣式轉變的最新研究論文“Continuous plate subduction marked by the rise ofalkali magmatism 2.1 billion years ago”。
在漫長的地質歷史時期中，地球的板塊俯沖樣式隨著地幔溫度的降低發生過重要的轉變。在地球早期，其構造樣式以滯留蓋型（Stagnant-lid）垂向構造體制為主，此時的板塊俯沖作用多呈短暫的、間歇性的俯沖（Episodic subduction）樣式。后來，隨著地幔溫度的逐漸降低，板塊俯沖的樣式轉變成為現在所看到的持續性的俯沖（Continuous subduction），表現為大洋板塊沿匯聚型板塊邊界持續性地循環至地幔中。
21世紀以來，人們對于板塊構造的開始時間問題展開了一系列研究，但是關于板塊俯沖樣式的改變研究甚少，而對于從間歇性俯沖向持續性俯沖的轉變時間問題成果更為有限。
海洋所深海中心研究員孫衛東，指導其博士后劉鶴，采用統計學手段處理了全球約55000件基性巖漿巖樣品的地球化學數據，以全新的方法和視角對這一問題展開了深入研究。因為板塊俯沖會將冷的大洋板塊俯沖循環至熱的地幔中，如果板塊俯沖樣式在地質歷史時期的某一時刻從間歇性俯沖轉變為持續性俯沖，其中一個重要結果就是會加速地幔的降溫。劉鶴等人研究發現，21億年前地球上開始出現大量堿性玄武巖，而堿性玄武巖的大量出現恰恰是地幔溫度快速降低的結果。因此，劉鶴等人提出，持續性的板塊俯沖體制開始于21億年前。
該論文第一作者為劉鶴，通訊作者為孫衛東。研究得到中科院先導專項（XDB18020000）、國家重點研發計劃（2016YFC0600408）、國家自然科學基金（41473029）等聯合資助。
Diff(HFSE)隨時間的變化指示堿性玄武巖于21億年前開始大幅度增加
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