之前的太平洋地面是在中國下面成像的
在一項給"巖底"一詞賦予新含義的研究中,地震研究人員發現巖石層是通過構造俯沖作用在中國東北以下400英里處拉出的。
許多研究表明,板塊在地幔過渡帶實際上是變形和軟化的,因此很容易變形,"牛說。板塊變形或保持其形狀的程度對于解釋它是否和如何與地幔混合,以及它具有什么樣的冷卻效果非常重要。
地幔就像烤箱里的熱量一樣流動。地心的熱量通過海洋中心的地幔上升,形成構造板塊。熱量從那里流過地幔,在流向大陸時冷卻,然后回落到地球中心,收集更多的熱量,上升并完成卷積循環。
以前的研究已經探索了地幔俯沖板塊的邊界,但很少有超過125英里(200公里)深,而且沒有一項研究具有目前的分辨率。這項研究使用了來自中國東北67000個區域地震臺站的67000多個測量數據。這項工作是與中國地震局合作完成的,由中國科學院的合著者陳啟富主持。
這項研究探討了幾十億年來形成地球表面的過程中的基本問題。地幔對流推動了地球構造板塊的運動,而地球表面上這些堅硬的相互聯系的地塊繼續移動,因為它們漂浮在軟流圈、最上層地幔層和內行星最易移動的部分。
在構造板塊相遇的地方,它們會相互碰撞和研磨,釋放出地震能量。在極端情況下,這會導致破壞性地震和海嘯,但大多數地震活動對人來說都是微弱的,即使沒有儀器也無法感覺到。利用地震儀器,科學家可以測量地震干擾的大小和位置。由于地震波在某些類型的巖石中加速,在另一些巖石中減慢,科學家可以利用它們來創建地球內部的圖像,就像醫生可以用超聲波成像病人的圖像一樣。
牛(牛)是賴斯大學(Rice)的地球、環境和行星科學教授,他20多年來一直處于地震成像的前沿。20多年前,他在日本接受了博士學位培訓,當時研究人員正在使用密集的地震臺網絡,收集第一張太平洋板塊浸水板塊邊界的詳細圖像,這與本周發表的一項研究相同。
日本位于太平洋板塊,深度約100公里,"紐烏說,"這個板塊中有大量的水,而且會產生大量的融化。"這將創造弧形火山,從而幫助創造日本。然而,我們仍在辯論是否在這一深度完全釋放水。有越來越多的證據表明,一些水留在董事會,從而變得更深。
在這項新的研究中,來自臺站的數據揭示了太平洋板塊的上下邊界,在地幔轉換帶以25度的角度向下傾斜。該區域的位置對地幔對流研究具有重要意義,因為過渡區位于軟流圈以下,壓力在一定深度增加,導致特定地幔礦物發生強烈的相變。這些礦物在地震剖面中的行為非常不同,就像液態水和固體冰的行為非常不同,即使它們是由相同的分子組成的。由于地幔躍遷帶的相變發生在特定的壓力和溫度下,地球科學家可以用它們來測量地幔溫度計中的溫度。
牛說,板的頂部和底部是明顯的事實證據,表明板沒有與周圍的地幔完全混合。他說,板塊下地幔融化部分發出的熱信號也間接證明了板塊向過渡地帶輸送了部分水。
問題是要解釋如何把這些熱物質扔到地幔深處,"牛說,"這仍然是個問題。"因為它們很熱,所以它們很有浮力。
這種浮力應該像救生圈一樣,向上推到下沉的板下面。牛牛說,這個問題的答案可能是變形的板上出現了洞,使熱熔隨著板塊下沉而上升。
如果有一個洞,熔體就會出來,"他說。"這就是為什么我們認為板坯可以做得更深。
洞也可以解釋中朝邊境上的長白山等火山。
它離板塊邊界有一千公里,"牛說,"我們真的不了解這座火山的機制。"然而,從鋼坯孔上升的熔體可能是一個解釋。