“پایین کف” – قطعه سابق طبقه اقیانوس آرام در عمق چین نشان داده شده است

تصویربرداری لرزه ای در شمال شرقی چین مرزهای بالایی (X1) و پایین (X2) یک صفحه تکتونیکی (آبی) را نشان می دهد که قبلا در انتهای اقیانوس آرام قرار داشته و به زمین کشیده شده است. منطقه انتقال گوشته ، که حدود 254-410 مایل (410-660 کیلومتر) در زیر سطح زمین قرار دارد. اعتبار: تصویر با مجوز از F. Niu / University Rice
مطالعه سرنخ هایی درباره سرنوشت صفحات تکتونیکی غوطه ور در عمق گوشته زمین ارائه می دهد.
در تحقیقی که به اصطلاح “کف سنگ” معنی جدید می دهد ، محققان لرزه نگاری سطح زیرین یک تخته سنگی از لایه سطح زمین یا لیتوسفر را کشف کرده اند که با این روند بیش از 400 مایل در زیر شمال شرقی چین کشیده شده است. فرورانش زمین ساختی.
این مطالعه که توسط تیمی از محققان چینی و آمریکایی در Nature Geoscience منتشر شده است ، یک مجله علمی ماهانه است که توسط گروه انتشارات طبیعت منتشر می شود. که همه جنبه های علوم زمین را شامل می شود ، از جمله تحقیقات نظری ، مدل سازی و کارهای میدانی. سایر کارهای مرتبط نیز در زمینه هایی منتشر می شود که شامل علوم جوی ، زمین شناسی ، ژئوفیزیک ، اقلیم شناسی ، اقیانوس شناسی ، دیرین شناسی و علوم فضایی است. در ژانویه 2008 تأسیس شد.
“class =” glossaryLink “> Nature Geoscience ، شواهد جدیدی در مورد آنچه بر صفحات تکتونیکی اقیانوسی غنی از آب اتفاق می افتد ، هنگامی که از طریق گوشته زمین در زیر قاره ها کشیده می شوند ، ارائه می دهد.
زلزله شناس دانشگاه رایس ، فنگلین نیو ، نویسنده همکار ، گفت: این مطالعه اولین تصاویر لرزه ای با وضوح بالا از مرزهای بالا و پایین یک صفحه تکتونیکی صخره ای یا لیتوسفر را در یک منطقه کلیدی شناخته شده به عنوان انتقال گوشته ارائه می دهد. منطقه ، که حدود 254 مایل (410 کیلومتر) زیر سطح زمین شروع می شود و تا حدود 410 مایل (660 کیلومتر) امتداد دارد.
“نیو گفت:” بسیاری از مطالعات نشان می دهد که این دال در واقع در ناحیه انتقال گوشته تغییر شکل می دهد و نرم می شود ، بنابراین به راحتی تغییر شکل می یابد. اینکه تخته چه مقدار تغییر شکل داده یا شکل خود را حفظ می کند برای توضیح اینکه آیا و چگونه با گوشته مخلوط می شود و نوع اثر خنک کننده آن مهم است ، مهم است.
فنگلین نیو استاد علوم زمین ، محیط زیست و سیارات در دانشگاه رایس. اعتبار: با مجوز از دانشگاه رایس
گوشته زمین مانند گرما در اجاق گاز همرفت می کند. گرما از هسته زمین از طریق گوشته در مرکز اقیانوس ها ، جایی که صفحات تکتونیکی تشکیل می شود ، افزایش می یابد. از آنجا گرما از طریق گوشته جریان می یابد و با حرکت به سمت قاره ها خنک می شود ، جایی که دوباره به سمت هسته می ریزد تا گرمای بیشتری را جمع کند ، افزایش یابد و دایره همرفت را کامل کند.
مطالعات قبلی مرزهای فرورانش صفحات گوشته را کاوش کرده است ، اما تعداد کمی از آنها عمق بیش از 125 مایل (200 کیلومتر) را نشان داده اند و هیچ کدام با وضوح مطالعه حاضر ، که بیش از 67000 اندازه گیری را از 313 ایستگاه لرزه ای منطقه جمع آوری کرده است ، مشاهده نکرده اند. در شمال شرقی چین. این کار که با همکاری اداره زلزله چین انجام شده است ، توسط نویسنده همكار Qi-Fu Chen از آكادمی علوم چین انجام شد.
این تحقیق س questionsالات اساسی را در مورد فرایندهایی که در طول میلیاردها سال سطح زمین را شکل داده اند بررسی می کند. همرفت گوشته حرکات صفحات تکتونیکی زمین ، قطعات صلب و به هم چسبیده سطح زمین را که هنگام حرکت در بالای آستانه کره ، بالاترین لایه گوشته و سیال ترین قسمت سیاره داخلی ، در حرکت ثابت هستند ، هدایت می کند.
در جایی که صفحات تکتونیکی به هم می پیوندند ، آنها له می شوند و با هم خرد می شوند و انرژی لرزه ای آزاد می کنند. در موارد شدید ، این می تواند زمین لرزه های ویرانگر و سونامی ایجاد کند ، اما بیشتر حرکات لرزه ای بسیار ضعیف است و انسان نمی تواند بدون ابزار احساس کند. با استفاده از لرزه سنج ، دانشمندان می توانند اندازه و محل اختلالات لرزه ای را اندازه گیری کنند. و از آنجا که امواج لرزه ای در بعضی از انواع سنگها سرعت می گیرند و در برخی دیگر آهسته هستند ، دانشمندان می توانند از آنها برای ایجاد تصاویری از فضای داخلی زمین استفاده کنند ، تقریباً به همین روشی که پزشک می تواند از سونوگرافی برای تصویربرداری از آنچه در داخل بیمار است استفاده کند.
نیو ، استاد علوم زمین ، محیط زیست و سیارات در رایس ، بیش از دو دهه در خط مقدم تصویربرداری لرزه ای بوده است. وقتی دکترای خود را انجام داد. بیش از 20 سال پیش در ژاپن ، محققان از شبکه های متراکم ایستگاه های لرزه ای برای جمع آوری اولین تصاویر دقیق از مرزهای اسلب غوطه ور صفحه اقیانوس آرام استفاده می کردند ، همان صفحه ای که در مطالعه منتشر شده در این هفته تصویربرداری شده است. p >
نیو گفت: “ژاپن در جایی قرار دارد كه صفحه اقیانوس آرام به عمق 100 كیلومتری برسد.” “آب زیادی در این اسلب وجود دارد و ذوب جزئی زیادی تولید می کند. که آتشفشان های قوسی تولید می کند که به ایجاد ژاپن کمک می کند. اما ، ما هنوز در حال بحث و بررسی هستیم که آیا این آب کاملاً در آن عمق آزاد می شود. شواهد فزاینده ای وجود دارد که نشان می دهد بخشی از آب درون بشقاب می ماند تا خیلی عمیق تر شود. ”
شمال شرقی چین یکی از بهترین نقاط دیدنی را برای بررسی صحت این موضوع ارائه می دهد. این منطقه در حدود 1000 کیلومتری از سنگر ژاپن است که صفحه اقیانوس آرام شروع به فرو رفتن در داخل سیاره می کند. در سال 2009 ، با بودجه بنیاد ملی علوم و دیگران ، نیو و دانشمندان از دانشگاه تگزاس در آستین ، اداره زمین لرزه چین ، انستیتوی تحقیقات زلزله از دانشگاه توکیو و مرکز تحقیقات پیش بینی زلزله و فوران آتشفشان در توهوکو ژاپن دانشگاه نصب لرزه سنج های باند پهن را در منطقه آغاز کرد.
“نیو گفت:” ما 140 ایستگاه را در آنجا قرار می دهیم و البته هرچه تعداد ایستگاه بیشتر باشد ، برای وضوح بهتر است. ” “آکادمی علوم چین ایستگاه های دیگری را قرار داده تا بتوانند تصویر دقیق تر و دقیق تری را بدست آورند.”
در مطالعه جدید ، داده های ایستگاه ها مرزهای بالایی و پایینی صفحه اقیانوس آرام را نشان داد و با زاویه 25 درجه در منطقه انتقال گوشته به پایین فرو رفت. قرار دادن در این منطقه برای مطالعه همرفت گوشته مهم است زیرا منطقه انتقال در زیر آستنوسفر قرار دارد ، در اعماقی که افزایش فشار باعث می شود مواد معدنی گوشته خاص دچار تغییرات فاز چشمگیر شوند. این مراحل از مواد معدنی در پروفیل های لرزه ای بسیار متفاوت عمل می کنند ، همانطور که آب مایع و یخ جامد حتی اگر از مولکول های یکسان ساخته شده باشند بسیار متفاوت رفتار می کنند. از آنجا که تغییرات فاز در منطقه انتقال گوشته در فشارها و درجه حرارتهای خاص اتفاق می افتد ، دانشمندان علوم زمین می توانند از آنها مانند دماسنج برای اندازه گیری دما در گوشته استفاده کنند.
نیو گفت این واقعیت که بالا و پایین دال قابل مشاهده است ، گواه این است که دال کاملاً با گوشته اطراف مخلوط نشده است. وی گفت: امضاهای حرارتی قسمتهایی از گوشته ذوب شده در زیر تخته همچنین شواهد غیرمستقیم را نشان می دهد که دال مقداری از آب خود را به منطقه انتقال منتقل کرده است.
“نیو گفت:” مسئله توضیح این است كه چگونه می توان این مواد داغ را به قسمت عمیق گوشته انداخت. “هنوز یک سوال است. از آنجا که گرم هستند ، ازدیاد دارند. ”
این شناوری باید مانند یک محافظ حیات عمل کند و از پایین تخته غرق به سمت بالا فشار وارد کند. نیو گفت پاسخ این سوال می تواند این باشد که سوراخهایی در دال تغییر شکل دهنده ظاهر شده و باعث می شود که ذوب داغ هنگام غرق شدن دال بلند شود.
او گفت: “اگر سوراخ داشته باشید ، مذاب خارج می شود.” “به همین دلیل ما فکر می کنیم این دال می تواند عمیق تر شود.”
سوراخ ها همچنین می توانند ظاهر آتشفشان هایی مانند چانگبائیشان در مرز بین چین و کره شمالی را توضیح دهند.
نیو گفت: “تا مرز صفحه 1000 کیلومتر فاصله دارد.” “ما واقعاً مکانیسم این نوع آتشفشان ها را درک نمی کنیم. اما بالا رفتن ذوب از سوراخ های دال می تواند یک توضیح احتمالی باشد. ”
مرجع: “رابط های متمایز دال که در منطقه انتقال گوشته به تصویر کشیده شده اند” توسط شین وانگ ، چی فو چن ، فنگلین نیو ، شنگجی وی ، Jieyuan Ning ، خوان لی ، Weijun Wang ، Johannes Buchen و Lijun Liu ، 9 نوامبر 2020 ، علم علوم زمین . DOI: 10.1038 / s41561-020-00653-5
نویسندگان این مطالعه شامل شین وانگ و خوان لی ، هر دو از آکادمی علوم چین ، Shengji Wei از دانشگاه فناوری Nanyang سنگاپور ، Weijun Wang از دولت زلزله چین ، Johannes Buchen از موسسه فناوری کالیفرنیا و Lijun Liu از دانشگاه ایلینوی در Urbana-Champaign. بودجه این تحقیق توسط آکادمی علوم چین (XDB18000000) و بنیاد ملی علوم طبیعی چین (91958209 ، 41974057 ، 41130316) تأمین شد.