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深层地震之谜的新线索

  • 科学
  • 2020-05-28 09:03:47
  • 来源:

对我们星球最深地震的新认识可能有助于解开地球上最神秘的地球物理过程之一。

深度地震-至少在地表以下300公里-不会造成破坏,但通常会感到震撼。这些地震可以为了解板块构造提供重要线索和地球内部结构。由于发生深部地震的极高温度和压力,它们可能来自与地表附近地震不同的物理和化学过程。但是,很难收集有关深层地震的信息,因此科学家对造成地震的原因没有确切的解释。

加州大学戴维斯分校地球与行星科学系地球物理学教授马加利•比伦说:“我们无法直接看到发生深地震的情况。”

是什么在推动深地震?

Billen建立了一个俯冲带的数值模拟,其中一个板块陷于另一个板块之下,以更好地了解控制板块构造的力。她最近的工作有助于解释深部地震的分布,表明深部地震最常发生在构造板块弯曲和褶皱的“高应变”区域。

她说:“这些模型提供了令人信服的证据,表明应变率是控制发生深度地震的重要因素。”

比伦说,对变形是深层地震的主要因素的新认识应有助于科学家解决触发深层地震的机制,并为俯冲带的结构和动力学提供新的约束。

“一旦我们了解了深地震更好地物理,我们将能够提取出更多有关俯冲动力学的信息,俯冲是板块构造的关键驱动力。”

她的发现发表在5月27日的《科学进展》杂志上。

研究深度地震的新方法

深地震发生在俯冲带中,在该俯冲带中,一个漂浮在地球表面的构造板块俯冲到另一个之下,然后被“俯冲”到地幔中。在下沉的地壳中,地震在某些深度聚集,而在其他深度则稀疏。例如,许多平板在410公里以下的地震活动中表现出较大的差距。

Billen说,地震活动的缝隙与平板中在数值模型中变形较慢的区域对齐。

比伦说:“车内各处变形都不同。” “这真的是这里的新内容。”

Billen的研究最初并非旨在调查深地震。相反,她试图了解深海沟的来回缓慢运动,在俯冲带板块向下弯曲。

她说:“我出于好奇而决定绘制板中的变形,当我查看该图时,我想到的第一件事是'哇,这看起来像是深层地震的分布。' “这真是令人惊讶。”

模仿地球深处

Billen模型结合了有关现象的最新数据,例如矿物的密度,下沉板中的不同层以及岩石在高温和高压下的行为的实验观察。

Billen说:“这是第一个真正结合了物理方程的模型,这些方程描述了板的下沉和岩石的关键物理特性。”

结果无法区分深地震的可能原因。然而,比伦说,它们确实提供了探索导致它们的原因的新方法。

她说:“考虑到应变率的额外约束,应有助于解决俯冲岩石圈中哪些机制是活跃的,并可能需要多种机制。”

该项目得到了亚历山大·冯·洪堡基金会的奖学金和国家科学基金会的奖励。地球动力学计算基础架构支持用于数值模拟的CitcomS软件。

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