科學人／改寫對地球內部的理解！ 科學家發現早已沉入深處的「古老海床」

发现古代海底隐没带的地区。图／Jingchuan Wang, University of Maryland.

最近，马里兰大学的地质学家们发现了一片在恐龙时代就已经沉入地球深处的古老海床，这片神秘的隐没带将改写我们对地球内部的理解。这项研究结果发表于《科学进展》（Science Advances）。

靠地震波扫描地球内部，发现远古海床

这项研究由马里兰大学的博士后研究员王景川（Jingchuan Wang）领导，团队利用创新的地震成像技术，深入探测地球的地幔。他们在位于地表下 410 至 660 公里之间的地幔过渡带（Mantle Transition Zone）发现一片异常厚重的区域，这片厚度异常的地区可能是沉入地球的古老海床。这也解释了太平洋大型低剪切波速区（Pacific Large Low Shear Velocity Province, LLSVP）的结构异常，这片区域似乎被这片沉积板块分割开来。

隐没作用揭开的地球之谜

隐没作用是当一个板块滑入另一个板块之下，将地表物质回收进入地幔的过程。这个过程通常会留下火山、地震以及海沟等地表证据，但这次研究团队并没有依靠地表证据，而是透过分析地震波如何穿透地球层次，来探测深藏的地幔结构。王景川解释：「你可以把这比作地球的 CT 扫描，它让我们得以横截面观察星球内部的情况。」

通常隐没的海洋板块会被地球完全吞没，几乎不会留下痕迹。但在这次的研究中，科学家们看到了一片被困在过渡带中的古老海床，这将改变我们对地球结构的理解。

团队目前解析出的古老隐没板块。这对于被称为「超级地幔柱（superplumes）」的大规模地幔最底层结构有直接影响。图／Jingchuan Wang, University of Maryland.

海洋板块的下沉速度远比预期慢

让研究团队感到惊讶的是，这些沉积物在地球内部的运动速度远比他们预期的要慢。

研究显示，这些海洋板块下沉的速度只有原本预期的一半，暗示了地幔过渡带可能是一个屏障，减缓了物质在地球内部的移动。「我们的研究揭示，地幔过渡带能够减缓物质的运动，这对于我们理解地球深层结构如何影响表面现象非常重要。」王景川表示。

深层结构揭开地球复杂过去的秘密

团队计划扩展研究范围，继续在太平洋地区以及其他地点进行探测，目标是绘制出一幅更完整的古代隐没与上涌区域的地图，进一步理解地球内外层之间的关联。这项研究将有助于科学家重建地球的演化历史，甚至可能帮助我们理解其他星球的结构。

资料来源：

1. Jingchuan Wang et al, Mesozoic intraoceanic subduction shaped the lower mantle beneath the East Pacific Rise, Science Advances (2024). DOI: 10.1126/sciadv.ado1219

2. Geologists discover mysterious subduction zone beneath Pacific, reshaping understanding of Earth's interior

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（本文出自2024.10.07《科学人》网站，未经同意禁止转载。）