作为太阳系中最丰硕的元素之一，氮是生命发源、生物圈构成和演变所必须的元素。研究注解，地幔是地球上氮的首要储库，氮在地球概况和地幔之间的轮回影响着年夜气演变、天气变迁和地球的宜居性。那末我们不由要问，深部地幔中的氮是从哪里来的？地球上活跃的板块组织勾当能将几多地球概况的氮带入地球深部？

浙江年夜学地球科学学院夏群科传授团队经由过程高温高压尝试摹拟，研究了沉积物板片深俯冲进程中氮元素是若何迁徙的，揭露出板片俯冲对下地幔氮的进献有限，猜测深部地幔的年夜部门氮是地球构成期间的原始氮。该研究功效在8月14日在Nature Communications颁发且被选为亮点论文，论文标题问题为Inefficient nitrogen transport to the lower mantle by sediment subduction。该论文第一作者为博士生黄伟桦，通信作者为杨燕传授。

尽人皆知，地球概况由若干个彼此碰撞的板块构成，在这些板块的鸿沟处，较重的海洋地壳会向下俯冲到地幔中，带走年夜量的沉积物。沉积物是板块俯冲进程中含氮量最高的地球概况物资，因此沉积物中含氮载体的不变性和其分派行动很年夜水平上决议着氮的再轮回效力。

沉积物氮俯冲进程示意图

团队与中国科学院广州地球化学研究所、中国地质年夜学（武汉）的学者合作，采取多面砧压机进行高温高压尝试摹拟，而且连系机械进修阐发方式，研究了在10-12 GPa 和 800-1100 °C的压强和温度下，沉积物开博体育在含氮系统中的相转化，和氮在矿物与流体之间的分派行动。

研究发现，含氮系统中的首要矿物多硅白云母的不变域提高1-3 GPa，而且跟着压强升高而转化为钾锰钡矿（K-hollandite）的进程中，氮在矿物与流体之间的分派系数显著下降。这一发现对深部地球化学有侧重要意义。曩昔的研究对地球深部氮的来历存在较年夜争议，本研究初次揭露了沉积物深俯冲进程中氮的分派行动，成果显示，即便沉积物中携带了年夜量的氮，在深俯冲进程中也很难完全地保存下来，终究达到深部地幔的只有很小一部门。团队估算每一年最多只有1.5×108 kg的氮能被沉积物带入下地幔，即便颠末3亿年的板块组织活动，也最多进献下地幔总氮含量的15%，地球深部的氮元素储库首要仍是来自在地球构成早期的原始成份。

该研究取得了国度天然科学基金和浙江省地学年夜数据与地球深部资本重点尝试室基金的帮助。论文链接：https://www.nature.com/ncomms/editorshighlights。

（图片由课题组供给）

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