新研究揭示夏威夷下方有特大異常結構,反射獨特回波,它是什麼?

趣味探索訊 地球內部到底有些什麼?千百年來,科學家們不斷對地球內部結構成分進行探索著,最希望能發現稀有元素和珍重金屬,1970年5月24日,前蘇聯秘密進行了一項科學鑽探,在科拉半島進行垂直鑽孔,科學鑽探一直延續到1989年,最終因經費不足而停止,鑽孔總深度達到12263米,這就是前蘇聯著名的科拉超深鑽孔,後來,科拉超深鑽孔被視為是前蘇聯第三大科研成果,一直現在俄羅斯人驕傲。

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很是遺憾,科拉超深鑽孔停止後就再也沒有繼續下去了,人造物進入地幔層的希望破滅了,但科學家對地球內部結構的研究並沒有就此停止,最近,美國馬里蘭大學地球物理學家透過分析太平洋海盆下面成千上萬條地震波回波記錄,揭示地球地幔層與外核層邊界處熱岩石區域中存在一個體積非常巨大的異常密集結構,該結構存在於夏威夷群島下方,比在南太平洋火山口馬克斯薩斯群島下面發現的一個未知密集結構還要大得多。

這項新發現歸功於一種名為“Sequencer”的機器學習演算法,Sequencer演算法由約翰霍普金斯大學和特拉維夫新研究共同開發,開發的目的是用於在深空中尋找遙遠恆星和星系輻射模式。讓人比較意外的是,該演算法非常適用於研究地震回波,能發現大量剪下波。所以,研究人員乾脆用Sequencer演算法對1990年至2018年太平洋年間記錄的7000多次地震圖進行了研究,其中包括數百個6。5級以上大地震。

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在地球上,地震是一種常發事件,每天都在發生,地震發生時會產生一種能傳達數千公里的地震波,向四面八方傳播開來,由於地殼地幔層中地質結構密度溫度或成分的不同,地震波傳播速度、方向也會發生改變,出現彎曲或散射,從而產生可以被檢測到的回波。當地幔層中異常密集結構越大時,產生回波就越大,透過測量回波到達不同位置地震儀時的時間和振幅,科學家可以確定隱藏在地表以下岩石物理特性模型,此過程類似於蝙蝠回聲定位。

Sequencer演算法就是建立於對地震回波研究基礎上,顯示了地球內部深處被稱為超低速帶的高溫緻密岩石區域是如何彎曲和衍射地震產生的聲波回波,在對地震圖記錄衍射波進行了分析,並將一種沿芯幔邊界傳播時產生的回波與隨機噪聲分開,地震回波也被稱為剪下波。Sequencer演算法結果揭示,夏威夷下方地幔邊界岩石層存在一塊非常密集、非常熱的大塊異常密集物質反射出獨特地震回波,異常密集物質被稱為超低速帶(ULVZ),它位於火山羽根部。

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夏威夷下方的異常密集結構是什麼?現在科學家還無法確定,因為之前對地質構造的這類研究比較少,僅提供了很有限觀點,相信後續研究也會很快進行。現在,科學家根據這項新研究專家繪製了一張關於地幔層邊界結構的綜合檢視。這項研究起什麼作用呢?這項新研究可以幫助我們揭示地球深處的地質過程,這些知識可能為板塊構造以及地球演化提供線索。這項研究已發表在《科學》雜誌上。

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