由于一种新的测绘方法,地球古代地壳的潜在斑块(有时被称为“沉没的世界”)可能刚刚在地幔深处被发现。然而,这些神秘的斑点出现在不该出现的地方,让研究人员摸不着头脑。
几十年来,科学家们一直在建立更好的图景通过使用地震仪——通过测量地震产生的地震波如何在地球深处回响而创建的 3D 图像。这种方法帮助科学家识别了地球地壳的古代部分,称为俯冲板片,它们通过俯冲带被拉入地幔,见面。例如,2024 年 10 月,研究人员宣布发现了一段海底区域,。
2024 年 11 月 4 日发表在期刊上的一项研究研究人员透露,他们利用一种新型地震成像技术在整个地幔中发现了“许多”潜在的俯冲板块。 (到目前为止,关于这些斑点的大小、形状和确切位置的信息还很少。)
然而,与之前发现的俯冲板片不同的是,这些俯冲板片是在构造板块当前碰撞或先前粉碎在一起的地区发现的,一些新的异常现象位于从未发生过已知构造活动的地方,例如西太平洋下方。因此,目前还不清楚他们是如何到达那里的。
“这就是我们的困境”托马斯·舒腾瑞士苏黎世联邦理工学院地质研究所的博士生在一份报告中表示陈述1 月 7 日发布。“通过新的高分辨率模型,我们可以在地幔中随处看到此类异常现象。但我们不知道它们到底是什么。”
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对于新映射的斑点还有其他可能的解释。例如,它们可能是由 40 亿年前地幔形成时遗留下来的类地壳材料制成的。或者它们可能由过去几亿年在地幔中生长的其他类似致密物质组成。
然而,这些只是替代理论。苏黎世联邦理工学院的代表在声明中写道,目前,这些斑点的身份仍然是一个“重大谜团”。
寻找“沉没的世界”
到目前为止,我们对地球内部结构的了解都来自于将全球不同地震产生的不同地震仪拼接在一起。但在这项新研究中,研究人员使用了一种称为全波形反演的新方法,该方法使用计算机模型将这些地震仪组合成单个清晰图像。
这是一种计算密集型方法,为了实现这一目标,研究人员必须在 Piz Daint 上运行该模型在位于卢加诺的瑞士国家超级计算机中心(以前是欧洲最强大的计算机)来处理数字。
研究合著者安德烈亚斯·菲德内尔苏黎世联邦理工学院的地震学家创建了新研究中使用的全波形模型,并将全波形反演的使用与医学成像的进步进行了比较。菲希特纳说,想象一下一位医生几十年来一直在研究循环系统。 “然后,如果你给[他们]一个新的、更好的检查工具,[他们]突然会在臀部看到一条并不真正属于那里的动脉,”菲希特纳解释道。 “这正是我们对新发现的感受。”
研究人员认为,新发现的斑点可能是俯冲板块,主要是因为地震波以相同的速度穿过它们。但这并不能保证它们是同一件事,需要更多的研究来评估它们是否真的相似。
“我们必须计算不同的材料参数,这些参数可以产生不同波类型的观测速度,”舒滕说。 “本质上,我们必须更深入地研究波速背后的材料特性。”