古代板块构造在全球范围内使地球深层地幔变形

科学家们绘制了地球内部地幔变形的深层区域的地图。这项工作分析了全球范围内的地震波并确定了各向异性的模式。结果表明，这种变形大部分发生在古代板块在数百万年的时间内下沉的地方。

该研究检查了大约 75% 的下地幔，该层位于地核边界上方，深度约 2,900 公里。地震产生的剪切波根据材料的方向和特性以不同的速度传播。这种方向变化称为地震各向异性，可作为地幔变形的指标。

分析大量地震数据

该团队从全球 24 个数据中心收集了超过 1600 万张地震图。该物质包含多个阶段的波，这些波沿着地幔传播，穿过地核，然后返回。这种方法使得绘制数百公里距离内的变形分布图成为可能。

该数据集是有史以来最大的地震数据集之一。加州大学伯克利分校的研究人员在其他专家的合作下领导了这项工作。该研究发表在与美国地震学会相关的《地震记录》杂志上。

• 数据覆盖近 75% 的下地幔
• 在大约三分之二的分析区域中检测到各向异性
• 与古代俯冲板块相关的区域有更明显的模式
• 分析的波包括与核幔边界相互作用的相
• 地震图总量超过1600万条记录

与俯冲构造板块的连接

地幔深部的变形主要集中在古代板块可能下沉的区域。地球动力学模型已经预测了这种关系，但新的绘图提供了第一个基于地震观测的全球视图。

下降的板块携带着靠近地表时形成的结构。随着时间的推移，极端的热量和压力会改变矿物质并在材料中产生新的方向。这种相互作用还推动并重塑了板块周围的地幔。

加州大学伯克利分校的主要作者兼研究员乔纳森·沃尔夫（Jonathan Wolf）对这一发现发表了评论。他指出，通过移动板块的拉力可以很好地理解上地幔的变形。然而，在下地幔中，却缺乏类似的大规模认识。研究正朝着这个方向发展。

各向异性背后的可能机制

一种假设认为板块保留了其表面相的化石各向异性。另一个被认为更有可能的情况是，在下沉和与核幔边界接触期间发生了强烈的变形。该过程改变了矿物结构并产生了新的各向异性“结构”。

并非所有没有明显各向异性信号的区域都不会变形。在某些情况下，信号可能太弱，当前的方法无法检测到。研究人员强调，该数据集仍然是未来研究的宝贵来源。

Leia Também

系列赛首轮湖人队3-1领先火箭队

Oppo 将 Oneplus 和 Realme 合并成立新战略部门

OnePlus在公司重组中整合业务与Realme

这项工作并没有确定下地幔的确切流动方向，但它为寻求更高分辨率的研究建立了一个框架。沃尔夫提到希望在不同的横向尺度上更详细地绘制全球流动图。

对了解地球内部的影响

地幔通过与构造板块运动相关的对流缓慢循环。这些洋流不仅使地表板块移动，而且使地幔物质本身拉伸和扭曲。该研究证实了长期以来的理论，并提供了全球范围内的观测证据。

更好地了解这些过程有助于了解地球的长期动态。深度变形影响地球内部数百万年来的热和化学行为。使用相同数据集的其他研究可能会揭示有关流动模式的更多信息。

全文提供了方法细节和分析生成的地图。它强调了全球地震数据库对于地球物理学进步的重要性。

地震勘探技术细节

该团队分析了在地球内部传播很远距离的地震波。速度随传播方向的变化揭示了地幔材料的优先排列。这种特性是由于地质时期积累的变形而产生的。

核幔边界位于大约 2,900 公里深度，是一个以极端温度和压力差异为特征的过渡带。到达这些深度的俯冲板块与环境相互作用，并导致观察到的各向异性。

• 研究的下地幔大约深度：2,900 公里
• 下地幔覆盖率：近 75%
• 分析的地震图数量：超过 1600 万张
• 涉及数据中心：全球 24 个
• 检测到各向异性的比例：大约三分之二

局限性和未来展望

作者强调，某些区域没有各向异性信号并不意味着没有变形。更敏感的方法或新类型的数据可能会填补未来的空白。更大的目标包括更精确地绘制下地幔流动方向。

该数据集代表了科学界的持久资源。研究人员将继续探索它，以深入了解地幔对流及其与板块构造的关系。