已經(jīng)確定了遠(yuǎn)低于地球表面的神秘結(jié)構(gòu)，這引發(fā)了關(guān)于地球最不為人知的深處是什么構(gòu)成的新問(wèn)題。雖然已知地球有一個(gè)被固體地幔層包圍的熔融鐵芯，但幾乎沒(méi)有探索過(guò)圍繞所謂的地核-地幔邊界發(fā)生的確切過(guò)程。

當(dāng)然，這歸結(jié)于這樣一個(gè)事實(shí)，即實(shí)際上無(wú)法深入研究該領(lǐng)域，至少在物理上是不可能的。相反，新的研究利用地震學(xué)方法將深層結(jié)構(gòu)歸零，這些結(jié)構(gòu)塑造了地震在我們星球上的共振方式。

雖然我們通常只在地震強(qiáng)度足以造成可見(jiàn)破壞時(shí)才會(huì)注意到地震，但現(xiàn)實(shí)情況是它們更為常見(jiàn)。每個(gè)都會(huì)在地球表面以下產(chǎn)生地震波，地震波可以在地球上傳播數(shù)千英里。重要的是，這些波在穿過(guò)具有不同特性(例如密度、成分或溫度)的區(qū)域時(shí)會(huì)發(fā)生變化。

馬里蘭大學(xué)地質(zhì)系的研究人員利用了這一點(diǎn)，以更好地了解地核-地幔邊界處發(fā)生的情況。通過(guò)跟蹤太平洋盆地下方地震波的回波，他們發(fā)現(xiàn)大約 40% 的波路徑包含所謂的剪切波回波。

它們是在混響沿著地核-地幔邊界傳遞時(shí)產(chǎn)生的，波衍射并因此在稍微不同的時(shí)間作為地震儀站點(diǎn)到達(dá)。來(lái)自附近結(jié)構(gòu)的回聲更快地到達(dá)儀器;那些來(lái)自較大結(jié)構(gòu)的聲音更大。結(jié)合旅行時(shí)間和振幅的測(cè)量，可以構(gòu)建巖石和其他物質(zhì)的物理特性模型。

但是，通常只會(huì)測(cè)量幾個(gè)波。這可能會(huì)使識(shí)別不同的回聲變得困難，這些回聲可以融入潛在的混響中。UMD 地質(zhì)學(xué)家所做的是撒了一張更廣泛的網(wǎng)。“通過(guò)一次觀察數(shù)千個(gè)核心-地幔邊界回波，而不是像通常那樣一次只關(guān)注幾個(gè)，我們獲得了一個(gè)全新的視角，”UMD 地質(zhì)學(xué)系博士后研究員 Doyeon Kim 說(shuō)。一篇關(guān)于該研究的新論文的主要作者解釋說(shuō)。

Kim 和團(tuán)隊(duì)使用了一種稱(chēng)為 Sequencer 的機(jī)器學(xué)習(xí)算法，該算法可以分析從數(shù)百次地震中記錄的 7,000 幅不同的地震圖。這些發(fā)生在 1990 年至 2018 年之間，震級(jí)均為 6.5 級(jí)或更高，來(lái)自太平洋盆地周?chē)?。盡管 Sequencer 最初是為天文學(xué)家開(kāi)發(fā)的，用于發(fā)現(xiàn)太空中的輻射模式，但結(jié)果證明它同樣擅長(zhǎng)在地震回波中挑選出來(lái)。

“科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)夏威夷下方地核-地幔邊界處的大片非常致密的熱物質(zhì)產(chǎn)生了獨(dú)特的響亮回聲，表明它甚至比以前的估計(jì)還要大，”UMD 說(shuō)。“被稱(chēng)為超低速區(qū) (ULVZ)，這種斑塊位于火山羽流的根部，在那里熱巖從核心-地幔邊界區(qū)域上升，形成火山島。夏威夷地下的 ULVZ 是已知最大的。”

與此同時(shí)，在馬克薩斯群島下方發(fā)現(xiàn)了另一個(gè)超低電壓區(qū)，這是它第一次被發(fā)現(xiàn)。

尚待弄清楚的是，這些地質(zhì)特征如何受到地球構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響并幫助塑造它們。希望異常密集、熾熱的巖石區(qū)域可以更好地解釋這顆行星是如何形成的，以及它如何隨著時(shí)間的推移而進(jìn)一步變化。反過(guò)來(lái)，這可能有助于預(yù)測(cè)未來(lái)的地震。