地质学家在太平洋发现恐龙时代沉入地球深处的古代海底的证据

一张描绘发现古代海底的地区的地图。图片来源：uux.cn王静川，马里兰大学。

（神秘的地球uux.cn）据马里兰大学（Georgia Jiang）：马里兰大学的科学家发现了恐龙时代沉入地球深处的古代海底的证据，挑战了现有的关于地球内部结构的理论。这片以前未经研究的海底位于东太平洋海隆（东南太平洋海底的构造板块边界），为我们星球的内部运作以及数百万年来其表面的变化提供了新的视角。该团队的研究结果于2024年9月27日发表在《科学进展》杂志上。

在地质学博士后研究员王景川的带领下，该团队使用创新的地震成像技术深入地幔，即地球地壳和地核之间的层。他们在地幔过渡带发现了一个异常厚的区域，该区域位于地球表面以下约410至660公里处。该区域将上地幔和下地幔隔开，根据温度膨胀或收缩。该团队认为，新发现的海底也可能解释太平洋大低剪切速度区（LLSVP）的异常结构，LLSVP是地球下地幔中的一个巨大区域，因为LLSVP似乎被板块分裂了。

王说：“这个增厚的区域就像大约2.5亿年前沉入地球的一块古老海底的化石指纹。”。“它让我们看到了我们以前从未见过的地球的过去。”

当一个构造板块在另一个板块之下滑动，将地表物质再循环回地幔时，就会发生俯冲。这一过程通常会留下明显的运动证据，包括火山、地震和深海海沟。虽然地质学家通常通过检查地球表面的岩石样本和沉积物来研究俯冲，但王与地质学教授Vedran Lekic和副教授Nicholas Schmerr合作，利用地震波探测海底。通过研究地震波如何穿过地球的不同层，科学家们能够创建隐藏在地幔深处的结构的详细映射。

一张说明图显示了该团队目前解决的古代俯冲“板块”。它对被称为“超级地幔柱”的大规模地幔底层结构有直接影响。图片来源：uux.cn王静川，马里兰大学。

王说：“你可以把地震成像想象成类似于CT扫描的东西。它基本上让我们能够看到地球内部的横截面图。”。“通常，海洋板块的物质被地球完全消耗，在表面上没有明显的痕迹。但通过这种视角观察古代俯冲板块，我们对非常深的地球结构和地表地质之间的关系有了新的认识，这在以前是不明显的。”

研究小组的发现让他们感到惊讶——物质在地球内部的移动速度比以前想象的要慢得多。王认为，研究小组发现的这一区域的异常厚度表明，地幔过渡带的这一部分存在较冷的物质，这暗示着一些海洋板块在穿过地幔下沉时被卡住了一半。

王解释说：“我们发现，在这个地区，物质下沉的速度大约是我们预期的一半，这表明地幔过渡带可以起到屏障的作用，减缓物质在地球上的运动。”。“我们的发现开辟了新的问题，即地球深处如何影响我们在遥远距离和时间尺度上在地表看到的东西。”

展望未来，该团队计划将他们的研究扩展到太平洋及其他地区。王希望绘制一张更全面的古代俯冲和上升流（俯冲物质加热并再次上升到地表时发生的地质过程）带地图，以及它们对地球深部和地表结构的影响。通过这项研究获得的地震数据，王和其他科学家正在改进他们关于地球历史上构造板块如何移动的模型。

“这仅仅是个开始，”王说。“我们相信，在地球深处还有更多古老的结构等待被发现。每一个都有可能揭示出许多关于我们星球复杂过去的新见解，甚至有助于更好地了解我们以外的其他行星。”

2024年9月27日，《科学进展》发表了一篇题为“中生代洋内俯冲塑造了东太平洋海隆下地幔”的论文。