科學家利用過去 20 年來 273 次強烈地震的地震資料創建了一張高解析度 3D 地圖,顯示熱岩羽流如何從地函延伸到夏威夷和薩摩亞等火山熱點。
美國加州大學柏克萊分校的地震學家將他們的技術比作地球內部的 CT 掃描,他們表示,他們的新 3D 模型首次準確地展示了火山下方巨大的熱岩層。
該研究的第一作者斯科特·弗倫奇(Scott French)在一份報告中說:“以前沒有人見過這些從地幔底部到地幔上部一直相連的鮮明柱狀物體。”新聞稿。
地球的地函是位於行星外核和地殼之間的內部岩層。地函厚近 3,000 公里,研究人員的 3D 掃描首次顯示了這些超熱岩柱(比周圍岩石高 400 攝氏度)如何遍布地函的大部分區域。
這些羽流也很大。在深度約1000公里處,它們的寬度在600至1000公里之間,比地球物理學家之前認為的寬五倍。
然而,它們並沒有完全到達地幔頂部。它們深約 1,000 公里,像河流三角洲一樣呈扇形向上擴散,細小的溪流連接到地球的火山並形成島鏈。發生這種情況也是一件好事——如果羽流沒有擴散,地球就不會是一個非常好的地方,巨大的火山寬達數百公里。
「這些柱子在下地函中明顯分開,它們一直延伸到地表以下約 1,000 公里,但隨後它們在地函上部開始變薄,並且蜿蜒和偏轉,」該研究的資深作者芭芭拉·羅曼諾維奇 (Barbara Romanowicz) 說。 “因此,雖然羽流的頂部與熱點火山有關,但它們並不總是垂直位於熱點火山下方。”
圖片來源:加州大學柏克萊分校
也許更令人驚奇的是,3D 掃描表明,羽流的底部固定在兩塊巨大的熱岩中的地函核心處,每塊的直徑約為 5,000 公里。這些斑點(您可以在上圖中看到它們的位置)被認為已經在同一個地點待了 2.5 億年。
研究結果,發表於自然,需要相當於 300 萬小時基於地震波記錄的資料計算。這項工作是由美國的超級電腦完成的國家能源研究科學計算中心,其中使用了平行計算將工作量減少到更容易管理的三週內。