一項(xiàng)最新研究報(bào)告顯示，科學(xué)家使用全球每個(gè)大陸的地震學(xué)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)大陸板塊在表面以下80-120英里處開始向下延伸，大陸板塊分界線大概在表面之下100英里處。
北京時(shí)間9月6日消息，據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道，科學(xué)家認(rèn)為他們已回答了一個(gè)問題：地球大陸板塊有多深？目前，羅德島大學(xué)地震學(xué)家布萊恩·薩維奇（Brian Savage）指出，板塊構(gòu)造理論是一個(gè)較新的理論，該理論存在大約僅有50或60年時(shí)間，我總是告訴我的學(xué)生把它與地球進(jìn)化論相比較，后者理論已提出150年，與電流和磁性理論的提出時(shí)間相近。
在半個(gè)世紀(jì)里，地球板塊理論被地質(zhì)學(xué)家普遍接受，板塊構(gòu)造是數(shù)億年時(shí)間里大陸板塊漂移和海洋在地球表面跨越的理論?；谠摾碚摚绹?guó)研究人員知道地震為什么會(huì)發(fā)生，以及為什么非洲和南美洲可以拼合在一起。同時(shí)，地質(zhì)學(xué)家已經(jīng)掌握到許多民眾未意識(shí)到的一些知識(shí)，例如：海洋板塊密度大于大陸板塊，海洋板塊總是處于大陸之下。
但是板塊構(gòu)造學(xué)者仍然無法回答關(guān)于地球系統(tǒng)的一些緊迫的問題，他們不確定大陸是如何形成的，同時(shí)，他們也不確定是否大陸變形或者被破壞。直到近期，他們無法自信地回答這個(gè)問題：究竟大陸板塊有多深？
上周《科學(xué)》雜志發(fā)表的一項(xiàng)最新研究報(bào)告可能終結(jié)這場(chǎng)辯論，使用全球每個(gè)大陸的地震學(xué)數(shù)據(jù)，該論文發(fā)現(xiàn)大陸板塊在海平面以下80-120英里處開始向下延伸。
換句話講，人們現(xiàn)在與太空邊緣之間的距離小于大陸板塊底部的距離。這項(xiàng)最新研究將有助于科學(xué)家增強(qiáng)我們對(duì)板塊機(jī)制的理解認(rèn)知，不僅是大陸板塊的深度或者成分，而且更多地知曉地球板塊如何移動(dòng)。地球被劃分為許多不同的層結(jié)構(gòu)，小學(xué)教育對(duì)地殼十分熟悉，地殼位于表面之下30-40英里處，硅酸鹽地幔位于表面之下1800英里處，內(nèi)部和外部?jī)?nèi)核位于表面之下3959英里處，地球內(nèi)核是熾熱鐵和鎳構(gòu)成的球體。
但是這些熟悉的術(shù)語只描述了構(gòu)成地球不同層結(jié)構(gòu)及其化學(xué)成分，并未描述板塊如何移動(dòng)，以及遇熱發(fā)生的反應(yīng)。因此，地質(zhì)學(xué)家選用更特殊的詞描述地球的層狀結(jié)構(gòu)——巖石圈和軟流層。
未參與這項(xiàng)研究的萊斯大學(xué)地質(zhì)學(xué)家Cin-Ty Lee說：“想像一下，你從烤箱里取出一塊剛烤好的熱軟糖巧克力蛋糕，一開始蛋糕全部液體，之后它會(huì)從頂部開始冷卻，隨后產(chǎn)生堅(jiān)硬的殼。蛋糕冷卻的頂部就像是地球的巖石圈，它是地球最上面的部分?！?/p>
巖石圈也可以理解是構(gòu)造板塊的一層，巖石圈下面溫暖部分構(gòu)成了軟流層。對(duì)于觀察者而言，軟流層也會(huì)像巖石一樣，但經(jīng)歷數(shù)百萬年時(shí)間，其作用就像一種緩慢而笨重的液體上涌滑動(dòng)，并與其混合在一起。
事實(shí)上，巖石圈和軟流層具有相似的化學(xué)性質(zhì)，尤其是邊界位置尤其明顯。但是兩者的熱量差異是非常明顯的，地球內(nèi)部溫度大約是1400攝氏度，而表面溫度平均只有25攝氏度。
Cin-Ty Lee說：“從1400攝氏度跨越至25攝氏度，這就是巖石圈。”很久以前地質(zhì)學(xué)家就已確定了地球化學(xué)層，科學(xué)家可以通過地震站或者重力感應(yīng)衛(wèi)星進(jìn)行直接觀測(cè)和研究地球表面，但是這些技術(shù)很難確定巖石圈的邊界。更重要的是，科學(xué)家經(jīng)常得出相互矛盾的結(jié)果：一些人根據(jù)火山附近的金剛石評(píng)估巖石圈的深度；另一些人則試圖通過測(cè)量地震波穿過地球內(nèi)部來確定巖石圈深度。依據(jù)金剛石信息評(píng)估顯示，巖石圈更接近于地球表面，大約位于地下100英里處。
南安普頓大學(xué)研究員Saikiran Tharimena表示，這項(xiàng)最新研究的數(shù)量信息更多、分辨率更高，分析了每個(gè)大陸的信息來評(píng)估巖石圈的深度。我們研究了1990-2015年世界各地震級(jí)5.5以上所產(chǎn)生的地震波數(shù)據(jù)，研究小組還專門分析了板塊中段部分——加拿大地盾中心位置，并非是由多巖石區(qū)域和不連續(xù)海岸。
基于更多的數(shù)據(jù)庫信息支持，建模也就更加簡(jiǎn)單，研究人員能夠發(fā)現(xiàn)地表之下80-130英里處“金剛石信息線”上有一個(gè)巨大的截線。這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)將對(duì)我們理解大陸板塊具有重要意義。傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為，大陸板塊系統(tǒng)是漂浮在地下巖漿之上的巨大陸地。然而真相或多或少有些戲劇性，Saikiran Tharimena和同事表示，在巖石圈下邊界，地幔中的巖石由于增加壓力而稍微融化，總體而言，軟流圈頂部的巖石可能會(huì)融化1%，但是這種聽起來微不足道的融化卻足以潤(rùn)滑大陸板塊產(chǎn)生漂移。
我們研究結(jié)果表明軟流層的下邊界非常明顯，例如：軟流層下邊界震波速度會(huì)突然變化，由于其變化太快，不太可能是由于熱量或者化學(xué)性質(zhì)變化所致。Cin-Ty Lee說：“想要如此大幅地改變速度是很難實(shí)現(xiàn)的，唯一的方法就是增加液相。”
這項(xiàng)研究報(bào)告并未回答液體熔融物的存在是否具有因果關(guān)系，或者是否這僅是歷史的副產(chǎn)物。換句話說，現(xiàn)在大陸板塊分界線大概在表面之下100英里處，但是這個(gè)距離可能是一種化學(xué)偶然，而不是地球的永久性特征。現(xiàn)在看來巖石圈的厚度符合這一描述，但這并不意味著地球歷史或者未來都是這樣。
Saikiran Tharimena表示，下一步研究工作將利用高分辨率技術(shù)分析更廣范圍的巖石圈，特別是海洋陸地相交的區(qū)域。這將有助于我們了解巖石圈在哪里終結(jié)，以及更劇烈的軟流層從哪里開始，這將有助于回答一個(gè)更大的問題：地球大陸是如何形成的？（葉傾城）
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