@ 2015.09.09 , 18:30

3D扫描地球内部:火山仅是皮上的一颗痘

科学家们运用过去20年来的273次强烈地震的数据,制造出一幅高分辨率的3D地图。在地图上,我们可以看出柱状熔岩流如何从地幔延伸至火山热点(如夏威夷、萨摩亚)。

我们可以将这门技术比拟作针对地球内部的CT扫描。加州大学伯克利分校的地震学家们称,他们的最新3D模型第一次使人们精准地看到隐藏于火山底下的巨大热岩。研究的第一作者Scott French说道:“从未有人见过这些柱形体是如此连续不断地从地幔底部延伸至上层。”

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地幔是地球内部的一圈岩石层,位于外核和表层地壳之间。地幔的厚度将近3,000千米,而研究人员的3D扫描首次向人们展现了这些温度极高的岩石(比围岩的温度高出400摄氏度)是如何在大范围内延伸的。

这些柱状熔岩流的体积质量极其庞大,在深1,000千米处的地方,它们的宽度范围为600至1,000千米,这比地球物理学家们之前所想的宽上五倍。

然而,它们并不会一路涌上地幔顶部。在1,000千米深处,它们如同三角洲一般向上散开,由细小的分支连接至火山、产生岛链。这是件好事——若非如此,地球便不会如今天般美好,而是布满许多几百千米宽的火山。

研究的主要作者Barbara Romanowicz说道:

很明显,这些柱状熔岩流在下地幔处分别向上涌,到离地表约1,000千米处时,它们开始分支成细流,蜿蜒曲折、拐弯转向。所以,尽管顶部和一些热点火山所连接,但它们并不总处于火山的垂直下方。

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更神奇的是,这幅3D扫描图表明,柱状熔岩流的基底固定在核幔的两大巨型热岩块上,它们的直径约5,000千米。科学家相信,你在上图所看到的斑点已经存在了25亿年。

研究结果发布在《自然》杂志上,它需要研究人员进行等同于300万小时的基于地震波数据的数据计算。这项工程由美国国家能源研究科学计算中心的超级计算机完成,它使用并行计算,将工作量缩减至3周。

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本文译自 sciencealert,由译者 蛋花 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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