不明力量在35000米以下的地底涌動

科學(xué)家探測到大量“不可能發(fā)生”的地震。

地震的發(fā)生，一個重要原因是地殼相對而言很脆。漂浮在柔軟地幔上的地殼由于難以變形而會在壓力下破裂錯位，從而導(dǎo)致地震。

所以長期以來，科學(xué)家認(rèn)為地震不可能發(fā)生在地幔中。因為地幔較為柔軟。在壓力下，地幔會傾向于流動和變形，而非突然折斷。

但是近年來，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了許多發(fā)生在“莫霍面”以下的深源地震。這些地震的震源至少在35千米以下，很多位于地幔內(nèi)部，讓人大感不解。

所謂“莫霍面”，全稱是“莫霍洛維奇不連續(xù)面（Mohorovi?i? discontinuity）”，指的是脆性地殼和熾熱粘稠地幔的分界線。

來自斯坦福大學(xué)的Simon Klemperer等人近日繪制了一張深源地幔地震的分布圖，在這張圖上人們發(fā)現(xiàn)，這種“不可能發(fā)生”的地震實際上在全球各地經(jīng)常發(fā)生。

要定位深源地震相當(dāng)困難，尤其當(dāng)它們規(guī)模不大時。而一般來說，地幔地震無論震級如何，地面都無法感知。“莫霍面”的深度也因地而異，所以一些深源地震的震源實際上仍然可能在地殼內(nèi)。

要確定地震是否發(fā)生在地幔，通常需要事先知道當(dāng)?shù)氐牡貧ず穸龋@無疑加大了探測難度。研究人員開發(fā)了一種新方法，可以通過分析特定類型地震剪切波的模式，來判斷震源是在“莫霍面”之上還是在“莫霍面”之下。

研究人員在排除了發(fā)生在板塊俯沖帶的深源地震——因為這些地方的地殼可以深入地幔內(nèi)部——后發(fā)現(xiàn)，地幔地震實際上在全球各地均有發(fā)生。

研究人員發(fā)現(xiàn)，有一條密集的地幔地震帶從阿爾卑斯山脈一直延伸到了喜馬拉雅山脈，它的存在可能與造山運動中的大陸碰撞有關(guān)。東非有一個地幔地震群，可能是因為那里的板塊正在分裂。此外美國西部和加拿大巴芬灣下方也有地幔地震發(fā)生。

部分地幔地震群所在的位置令研究人員感到吃驚，比如白令海。因為此前從未有人在這些地方探測到地幔地震。

地幔地震發(fā)生的確切原因在很大程度上是個謎。它可能并非由單一原因造成，而是地球內(nèi)部熱力、重力和流體共同作用的復(fù)雜結(jié)果。

大陸地幔地震全球分布圖。

Axel Wang

參考

Continental mantle earthquakes of the world

https://doi.org/10.1126/science.adz4367