斯坦福大学新绘：地心459次震动终曝光，内部结构远超想象

一份新的全球地图揭示了地球地幔深处的罕见地震，为窥探塑造我们星球的隐秘动力提供了意想不到的窗口。

斯坦福大学的科学家们绘制出了首份关于一种异常地震的综合全球地图，这种地震并非始于地壳，而是源自地球地幔深处。地幔位于地球薄薄的外地壳与熔融的核心之间。通过标绘这些罕见事件的发生地点，研究人员现在拥有了一种新工具，可以更好地理解地幔地震的运作机制，以及它们可能揭示的关于所有地震背后驱动力的信息。

根据发表在《科学》杂志上的一项研究，大陆地幔地震在世界各地均有发生，但集中在特定区域。研究这些深层事件可以提供关于地壳与地幔边界，以及上地幔行为的宝贵信息——上地幔是火山岩浆的来源，也是部分驱动构造板块运动的力量。

由于这些地震的震源距离地表如此之远，大陆地幔地震很少产生明显的震感，也不会对人类构成直接危险。即便如此，理解它们发生的方式和原因可以推动地球科学多个领域的发展。这些知识最终可能会提高科学家对与更常见的浅层地震相关风险的理解。

地球的地壳相对冷却且易碎，而其下方的地幔则较温暖，由致密的半固态岩石组成。地幔厚度约为1800英里，构成了地球内部的大部分。地壳与地幔之间的分界线被称为莫霍洛维奇不连续面，通常简称为“莫霍面”。

长期以来，科学家们一直质疑，表现得更像缓慢流动的固体而非刚性岩石的地幔，是否能产生显著的地震。大多数大陆地震始于约6至18英里的深度，这使其位置完全处于莫霍面之上的地壳内。一个主要的例外发生在俯冲带，在那里，较重的海洋板块下沉到较轻的大陆板块之下，可能引发深达数百英里的地震。

在某些情况下，地震仪器在远离俯冲带的大陆区域下方检测到了更深层的地震起源。这些疑似位于莫霍面之下的震源深度可达莫霍面以下50英里，这引发了关于地震如何在地幔内部发生的重要问题。

在过去十年中，越来越多的证据说服了大多数科学家，确实有少量地震始于地幔。这些事件似乎远不如地壳地震常见，其发生频率可能仅为后者的百分之一左右。即便如此，由于数据有限且不完整，要确认某次特定地震源自地幔一直很困难。

为了应对这一挑战，王世奇和克伦佩雷尔创造了一种比较两种不同类型地震波的技术。地震和其他扰动发出的这些振动穿过地球，使地球像被敲击的钟一样产生共鸣。

一种被称为Sn波，或“盖”波。这是沿着地幔顶部（一个被称为“盖”的区域）移动的剪切波。第二种被称为Lg波，由在地壳中高效传播的高频振动组成。通过测量这两种波型的相对强度，研究人员可以确定地震是始于地壳还是更深的地幔。

“我们的方法是一个彻底的规则改变者，因为现在你可以完全基于地震波形来识别地幔地震，”王世奇说。

该团队分析了全球地震监测站的记录，并纳入了地壳厚度等额外细节。从超过46000次记录在案的地震开始，他们将名单缩小到自1990年以来发生的459次大陆地幔地震。

研究人员警告说，这一总数可能低估了真实数量。扩大地震网络，特别是在像喜马拉雅山脉以北的青藏高原这样的偏远地区，可能会揭示更多的地幔事件。克伦佩雷尔将其职业生涯的大部分时间都致力于研究这一隔离区域的地震活动。那里大陆地幔地震的早期迹象后来激发了王世奇更深入地探索这一现象。

现在，配备了不断增长的已确认地幔地震目录和可靠的识别方法，王世奇和克伦佩雷尔计划调查这些异常地震是如何开始的。有些似乎是由地壳地震向外传播的地震波引发的余震。其他的可能源于地幔内部的热驱动对流，因为地幔在循环和回收俯冲的地球地壳板块。

随着研究的继续，斯坦福团队期望对地表之下深处展开的过程获得更深入的见解，并对地球内部的运作方式形成更清晰的理解。

“大陆地幔地震可能是地壳和上地幔内在相互关联的地震周期的一部分，”王世奇说。“我们希望了解我们世界的这些层级是如何作为一个整体系统运作的。”