地质学家意外发现失落的巨型板块遗迹

地质学家意外发现失落的巨型板块遗迹一位地质学家成功地重建了一个以前不为人知的构造板块，它被命名为"蓬图斯"（Pontus），面积曾约为太平洋的四分之一。这一发现是在日本、婆罗洲和菲律宾等多个地区进行实地考察后得出的。图片来源：苏珊娜-范-德-拉格马特（SuzannavandeLagemaat）/乌特勒支大学范-德-拉格马特通过实地研究和对日本、婆罗洲、菲律宾、新几内亚和新西兰山脉带的详细调查，重建了消失的板块。令她惊讶的是，她发现婆罗洲北部的大洋残余一定属于长期以来被怀疑的板块，科学家将其命名为庞图斯板块。现在，她已经重建了整个板块的全貌。菲律宾位于不同板块系统的复杂交界处。该地区几乎完全由大洋地壳组成，但有些地块高出海平面，并呈现出不同年代的岩石。构造板块构成了地球坚硬的外壳，了解构造板块的运动对于了解地球的地质历史至关重要。这些板块的运动强烈影响着地球古地理和气候的长期变化，甚至影响着稀有金属的发现。但是，地质历史上的大洋板块已经通过俯冲作用消失在地幔中。它们只留下了隐藏在山脉带中的岩石碎片。VandeLagemaat研究了地球上最复杂的板块构造区域：菲律宾周边地区。苏珊娜-范-德-拉格马特（SuzannavandeLagemaat）重建的蓬图斯大洋板块：1.2亿年前它在古太平洋的位置，以及现在的遗迹。早先的一项研究表明，古太平洋西部一定有一个大型俯冲带，它将东部已知的太平洋板块与西部假定的蓬图斯板块分隔开来。VandeLagemaat的研究现已独立证明了这一假设。图片来源：乌得勒支大学SuzannavandeLagemaatVandeLagemaat首先利用地质数据重建了日本和新西兰之间地区的板块运动。这揭示了目前西太平洋地区消失的板块面积有多大。"我们还在婆罗洲北部进行了实地考察，并在那里发现了最重要的拼图。我们以为我们面对的是我们已经知道的消失板块的遗迹。但我们在磁性实验室对这些岩石的研究表明，我们的发现最初来自更遥远的北方，必须是另一个以前未知板块的遗迹。但重要的发现还在后面。"范-德-拉格马特的博士生导师杜韦-范-欣斯伯根（DouwevanHinsbergen）解释说："11年前，我们认为蓬图斯的遗迹可能位于日本北部，但后来我们驳斥了这一理论。直到苏珊娜系统地重建了从日本经新几内亚到新西兰的'火环'山脉带的一半之后，拟议中的蓬图斯板块才显现出来，其中就包括我们在婆罗洲研究的岩石。"蓬图斯板块的遗迹不仅位于婆罗洲北部，还位于菲律宾西部的巴拉望岛和中国南海。范-德-拉格马特的研究还表明，从日本南部一直延伸到新西兰的是一个单一连贯的板块构造系统，它至少存在了1.5亿年。这也是该领域的一项新发现。之前之所以能够预测到蓬图斯的存在，是因为俯冲板块在"沉入"地幔时会留下痕迹：地幔中温度或成分异常的区域。当地震仪接收到地震信号时，就能观察到这些异常。地震通过地球内部发出地震波，当地震波穿过异常点（如旧板块的碎片）时，异常点就会对地震信号产生干扰。地质学家可以通过这些干扰追踪到地幔中存在的现象，如构造板块的碎片。这使他们能够看到3亿年前的历史；较老的板块碎片已经"溶解"在地幔和地核之间的边界上。11年前的研究表明，一条大型俯冲带一定穿过了古太平洋西部，它将东部已知的太平洋板块与西部假定的蓬图斯板块分隔开来。VandeLagemaat的研究现已独立证明了这一假设。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1388911.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1388911.htm

地质学家揭示断层在大海啸中的隐藏作用

地质学家揭示断层在大海啸中的隐藏作用杰西卡-德波利斯（左二）和研究小组对阿拉斯加蒙塔古岛的沉积岩芯样本进行了研究和比较，发现有证据表明，在过去的八次地震中，有四次地震都包含了附属于俯冲带的飞溅断层的二次滑动，从而引发了额外的海啸。资料来源：彼得-海斯勒世界各地的俯冲带是一块构造板块在另一块构造板块下移动的区域，会产生最大的地震--8.0级以上的地震--引发海啸并改变其后的生态系统。DePaolis与自然灾害学助理教授TinaDura以及美国地质调查局（USGS）的同事一起发现，有证据表明，与俯冲带相连的地壳断层--平展断层--可能会在俯冲带地震期间发生移动，并比以前认识到的更经常地造成当地海岸破坏和生态变化。DePaolis说，这种倾斜断层在水下的移动会引发海啸，海啸可能在30分钟或更短时间内到达最近的海岸。这项研究发表在今天（5月20日）出版的《地球物理研究杂志》上：这项研究将影响对全球俯冲带危险的认识。与厄瓜多尔、卡斯卡迪亚、智利和日本接壤的俯冲带也存在平展断层，这表明它们也可能对这些地方的海啸造成危害。当构造板块在俯冲带移动时，会发生在海面下数英里处。由于喷溅断层与这些区域相连，因此研究它们的位置是一项挑战。幸运的是，在阿拉斯加威廉王子湾的蒙塔古岛，地质学上已经记录了这些位移的次生效应或地表效应，使其成为目前唯一一个位于平展断层之上的陆块，在其土壤中表现出这种效应。通常情况下，俯冲带地震造成的陆地从其下方移动的构造板块中抬升（称为隆起）可达1至3米。对于受到1964年里氏9.2级地震影响的大多数陆上地点来说，情况就是如此。然而，在蒙塔古岛上，平展断层造成了11米的隆起，并引发了沿海泻湖的排水，有效地将其生态系统从海洋泻湖改变为淡水沼泽。DePaolis说："这座岛屿被夹在这些断层的中间，所以每当这些断层破裂时，它实际上就会记录下隆起。它有这种夸张的隆起，这在俯冲带地震中并不常见。"团队研究了蒙塔古岛飞溅断层断裂的影响。通过分析42个沉积物岩心，他们发现了1964年地震以及由倾斜断层造成的二次移动的地层证据。他们注意到，从地震前的泻湖淤泥到地震后的生根土壤，存在着明显的沉积变化。全球变化中心和弗拉林生命科学研究所的附属教员Dura说："肯定有一些岛屿会随着俯冲带地震而隆起，但它们不一定有断层穿过，造成这种夸张的隆起，所以这是一个非常独特的地方。"研究人员一直认为，可能会出现断层的二次移动。但直到现在，这种想法还只是理论上的，因为这是第一个记录地层证据的已知陆块。硅藻是一种保存在沉积物中的硅质微藻，通过显微镜放大，硅藻有助于研究人员确定岩芯样本的盐度水平。图片来源：JessicaDePaolis研究小组成员还利用硅藻（一种保存在沉积物中、对盐度变化敏感的硅质微藻）来重建1964年地震后发生的古环境变化。他们发现，高盐度的海洋泻湖环境明显从潮汐覆盖范围之外转移，这表明海岸正在隆起。研究小组将1964年地震岩芯样本的发现与更深的沿海地层样本进行了比较，发现了沉积物和硅藻证据，证明该断层还发生过三次断裂。这些证据与该地区最近八次有记录的俯冲带地震中的四次相关。编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1431634.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1431634.htm

地球科学家发现太平洋板块隐藏的断层

地球科学家发现太平洋板块隐藏的断层研究人员在《地球物理研究快报》（GeophysicalResearchLetters）杂志上发表的一篇论文中描述了他们的发现。论文作者包括多伦多大学文理学院地球科学系博士后研究员ErkanGün和RussellPysklywec教授、多伦多大学士嘉堡分校物理与环境科学系助理教授PhilHeron以及伊斯坦布尔理工大学欧亚地球科学研究所的研究人员。完善板块构造理论"我们知道，断层等地质变形发生在远离板块边界的大陆板块内部，"Gün说。"但我们不知道同样的事情也发生在海洋板块上。我们正在做的是完善板块构造--描述地球如何运作的理论--并表明这些板块确实不像我们之前想象的那样原始。"数百万年来，构成大部分洋底的太平洋板块向西漂移，沿着从日本到新西兰和澳大利亚的海底海沟或俯冲带坠入地幔。当板块的西部边缘被拉入地幔时，它拖着板块的其他部分，就像桌布被从桌子上拉下来一样。该地图以黄色标出了太平洋板块被沿太平洋火环下沉的构造板块拉开的区域。资料来源：ErkanGün&RussellPysklywec/多伦多大学新发现的板块断层破坏发生在数百万年前地幔中的熔岩挤压到洋底时形成的广阔的洋底高原上；这些断层往往与最近的海沟平行。"人们认为，由于洋底高原更厚，它们应该更坚固，"Gün说，"但我们的模型和地震数据显示，实际情况恰恰相反：高原更薄弱。但我们的模型和地震数据显示，实际情况恰恰相反：高原更薄弱了。"如果说太平洋板块就像一块桌布被拉过桌面，那么高原就是一块较薄弱的桌布，更容易被撕裂。对了解大洋板块的影响研究人员研究了西太平洋的四个高原--翁通爪哇、沙茨基、赫斯和马尼希基，它们位于夏威夷、日本、新西兰和澳大利亚大致相邻的广阔区域。他们利用超级计算机模型和现有数据（其中一些数据是在20世纪70年代和80年代的研究中收集的）得出了这一发现。"有证据表明，过去由于这种类型的板块破坏，这些地点曾发生过火山活动--可能是偶发的，也可能是持续发生的--但现在是否发生还不清楚，"Gün说。"尽管如此，我们还是无法确定，因为这些高原位于海面以下数千米处，而派遣科考船收集数据是一项艰巨的任务。因此，事实上，我们希望我们的论文能引起人们对高原的关注，从而收集到更多的数据。"数十年来，众多地球科学家对板块构造理论进行了不断完善，其中包括华盛顿大学的约翰-图佐-威尔逊（JohnTuzoWilson），他在自己的职业生涯中为这一理论做出了重大贡献。Pysklywec说："但理论并非一成不变，我们仍在不断发现新的东西。现在我们知道这种断层破坏正在撕裂海洋板块的中心--这可能与地震活动和火山活动有关。"他说："这样的新发现颠覆了我们对活跃地球的理解和认识。这表明，即使是我们这个不断进化的星球的大运行，也仍然存在着巨大的奥秘。"编译自:ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1422841.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1422841.htm

隐藏的深渊 揭开Theia在地球内部的神秘遗迹

隐藏的深渊揭开Theia在地球内部的神秘遗迹数十亿年前忒伊亚与地球相撞的艺术印象。图片来源：HongpingDeng和杭州球体工作室科学家将太阳系的诞生时间定为大约45.7亿年前。大约6000万年后，幼年地球与一个火星大小的天体"忒伊亚"发生了"巨大撞击"，产生了月球。现在，发表在《自然》（Nature）上的最新研究表明，与年轻地球相撞形成月球的大型天体的残骸仍可在地球深处辨认出，即两个大肿块。这些肿块约占地球地幔体积的8%，地幔是地球铁核和地壳之间的岩石区。亚利桑那州立大学和加州理工学院的QianYuan领导的这项新研究认为，这种碰撞产生的热量不足以熔化整个地幔，因此最内层的地幔仍然是固体。忒伊亚与地球碰撞形成月球的高分辨率计算机模拟图研究人员说，因此，忒伊亚熔化的地幔并没有完全与地球的地幔混合。这样一来，忒伊亚残留物与地球地幔整体上就无法区分了。相反，大量的忒伊亚地幔最终变成了两个大陆大小的肿块，现在位于地核-地幔边界之上。Yuan认为，这些肿块与几十年前发现的两个大型低速带（LLVPs）相对应，并且可以解释这两个低速带的存在：一个位于太平洋下方，另一个位于非洲和东大西洋下方。这一发现归功于人们的观察，即地震产生的振动（即地震波）穿过这些区域的速度比穿过"正常"下地幔的速度稍慢。地球内部地层。资料来源：美国国家航空航天局以往对低地幔层的解释包括：每一层都是大洋板块俯冲的深层堆积（板块构造将洋底拖到大陆下方）。或者它们是异常炽热的下地幔开始以"超级岩浆柱"（部分熔融岩石的巨大喷流）的形式上升的地方。然而，这两种模型都无法解释低地幔层上的海洋岛屿喷发的熔岩中氦和氙等挥发性元素的奇特富集现象。Yuan认为，这些都是忒伊亚在与地球碰撞之前在年轻太阳周围的气体和尘埃中生长的"指纹"。团队运行的计算机模型表明，形成月球的巨大撞击不会产生足够的能量来熔化整个地幔。相反，忒伊亚地幔熔化后的残留物（含铁量略高于地球地幔，因此密度比地球地幔大）最终被放置在了撞击形成的临时岩浆海洋的底部。后来，在岩浆海凝固后，忒伊亚的物质被对流卷入地球地幔的下部，即使在固体地幔中，对流的流速也达到了每年几厘米。这些对流可能花了数十亿年的时间才把忒伊亚物质堆积成我们今天看到的低地壳。即使这是真的，也不应该把它们看作是在撞击中幸存下来的大块忒伊亚地幔。相反，它们是由最初分散的忒伊亚地幔物质重新聚集而成的。加州理工学院的研究团队通过计算机模拟对此进行了解释说到这个理论，大多数科学家都需要大量的说服工作。钱元预测，如果他的假设是正确的，那么未来任务收集到的月球地幔样本将与低地壳火山岩中发现的地球化学指纹相吻合。我认为这个证明还需要很长时间。Yuan的模型似乎没有提到忒伊亚核心的命运，科学家们通常认为忒伊亚的内核在碰撞后的几小时内与地球的内核合并了。目前还不清楚如果地球地幔的下半部分仍然是固态的，这又是如何发生的。另一方面，忒伊亚的撞击发生在地球本身形成（可能是由一系列单独的撞击形成）之后不久，地球内部在这些事件之后可能仍然是高温熔融的。这一模型的影响值得深思。首先，忒伊亚地幔物质缓慢地堆积到低纬度地区会对高处的板块构造模式产生任何影响吗？如果忒伊亚没有在45亿年前撞击原地球，我们今天可能就不会有大西洋。作者：戴维-罗瑟里（DavidRothery），开放大学行星地球科学教授。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1400009.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1400009.htm

科学家发现地球最大大陆裂缝异常变形的源头

科学家发现地球最大大陆裂缝异常变形的源头萨拉-斯坦普斯（D.SarahStamps）领导的研究利用三维热力学建模发现，非洲超级隆起--一个巨大的地幔上涌--导致了在东非大裂谷系统中观察到的不寻常的裂谷平行变形。这增加了围绕驱动断裂的主要力量的争论的复杂性，表明岩石圈浮力和地幔牵引力相结合。斯坦普斯通过计算机建模和全球定位系统以毫米级精度绘制地表运动图来研究这些过程，他把大陆裂谷的不同变形方式比作玩"硅胶泥"。弗吉尼亚理工大学理学院地球科学系副教授斯坦普斯说："如果你用锤子敲打硅胶泥，它实际上会破裂。但如果你慢慢地把它拉开，硅胶就会拉伸。因此，在不同的时间尺度上，地球岩石圈的表现是不同的。"无论是拉伸还是断裂，大陆裂缝产生的形变通常遵循与裂缝相关的可预测方向模式：变形往往与裂谷垂直。东非大裂谷系统是地球上最大的大陆裂谷系统，它就具有这种垂直于裂谷的变形。但是，在使用全球定位系统仪器对裂谷系统进行了长达12年多的测量后，斯坦普斯也观测到了与裂谷系统平行的反方向变形。她在大地测量学和构造物理学实验室的团队一直在努力寻找原因。助理教授莎拉-斯坦普斯（D.SarahStamps）。资料来源：弗吉尼亚理工大学在最近发表在《地球物理研究杂志》（JournalofGeophysicalResearch）上的一项研究中，研究小组利用三维热力学模型探索了东非大裂谷系统背后的过程，该模型由该研究的第一作者塔希里-拉乔纳里森（TahiryRajaonarison）开发。他的模型显示，裂谷系统不寻常的、裂谷平行的变形是由与非洲超级隆起相关的向北地幔流驱动的，非洲超级隆起是一个巨大的地幔上涌，从西南非洲地下的地球深处升起，向东北方向穿过非洲大陆，随着向北延伸变得越来越浅。他们的发现与研究人员利用Rajaonarison的建模技术于2021年发表的一项研究中的见解相结合，有助于澄清科学界关于哪种板块驱动力主导东非大裂谷系统的争论，从而解释其垂直于裂谷和平行于裂谷的变形：岩石圈浮力、地幔牵引力或两者兼而有之。作为一名博士后研究员，斯坦普斯开始利用全球定位系统站的数据观测东非大裂谷系统不寻常的、裂谷平行的形变，这些数据站从大约2.5万公里外测量来自30多颗环绕地球运行的卫星的信号。她的观测结果为围绕裂谷系统驱动因素的争论增添了一层复杂性。一些科学家认为，东非的断裂主要是由岩石圈浮力驱动的，这种浮力相对较浅，主要归因于断裂系统的高地形（即非洲超海湾）和岩石圈的密度变化。还有人指出水平地幔牵引力是主要的驱动力，它是与东非地下水平流动的地幔相互作用而产生的更深层的力。研究小组2021年的研究通过三维计算模拟发现，裂谷及其变形可能是由这两种力量共同驱动的。他们的模型显示，岩石圈浮力是造成更可预测的、与裂谷垂直的变形的原因，但这些力量无法解释斯坦普斯的全球定位系统测量所发现的异常的、与裂谷平行的变形。在他们最新发表的研究中，Rajaonarison再次使用了三维热力学模型，这次他重点研究了裂谷平行变形的来源。他的模型证实，在东非大裂谷系统下观察到的异常变形和裂谷平行地震各向异性是由非洲超级卷积造成的。斯坦普斯说，地震各向异性是岩石在特定方向上的定向或排列，是对地幔流动、熔块或岩石圈中预先存在的结构构造的反应。在这种情况下，岩石的排列与非洲超级火山口向北的地幔流动方向一致，这表明地幔流动是岩石的来源。Rajaonarison说："我们的意思是，地幔流动并没有驱动某些变形的东西向、与裂谷垂直的方向，但它可能导致了与裂谷平行的异常向北变形。我们的研究证实了之前的观点，即岩石圈浮力是裂谷的驱动力，但我们也带来了新的见解，即异常形变可能发生在东非"。更多地了解大陆裂解的过程，包括这些异常的过程，将有助于科学家们破解大陆断裂背后的复杂性，几十年来他们一直在尝试破解大陆断裂。斯坦普斯说："我们对拉贾奥纳里森博士的数值建模结果感到兴奋，因为它提供了关于通过大陆裂解塑造地球表面的复杂过程的新信息。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1377603.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1377603.htm

地质学家查明大印度大陆在与亚洲碰撞与喜马拉雅山崛起的关联

地质学家查明大印度大陆在与亚洲碰撞与喜马拉雅山崛起的关联数亿年前的地球表面与我们今天看到的地球表面截然不同。当时只有两块大陆：劳拉大陆和冈瓦纳大陆。现在的印度次大陆是冈瓦纳大陆的一部分，冈瓦纳大陆大约在1.5亿年前解体。从冈瓦纳超级大陆分裂出来的印度板块的一部分现在俯冲到喜马拉雅山和青藏高原之下。因此，了解这块被称为大印度的大陆"消失"部分的原始范围，对于解决有关印度-亚洲碰撞年代的几个关键问题以及回答青藏高原是如何以及何时形成的非常重要。然而，对大印度大陆范围的估计一直不确定，从100多公里到2000多公里不等。位于西藏南部印度板块和亚洲板块之间的桑丹林剖面是一块地质学上的罗塞塔石碑，可用于确定印度-亚洲碰撞的起始时间；然而，有关其年龄和古地磁记录的不同证据使估算工作充满挑战。中国地质大学（北京）（CUGB）的研究人员与路德维希-马克西米利安大学（LudwigMaximiliansUniversity）和中国科学院（ChineseAcademyofSciences）等其他机构的研究人员现在已经澄清，大印度板块在俯冲到亚洲之下之前是一个范围2000到3000千米左右的单一板块。科学观点和研究结果发表在《美国国家科学院院刊》上的这项研究的第一作者、中国地质大学地球科学与资源学院孟军教授解释说："印度-亚洲碰撞主要有两种模式。第一种是多级碰撞模型，它将印度前缘的大洋盆地细分为较小的板块，这些板块后来并入亚洲板块。第二种模型认为，印度和大印度在早白垩世时期作为单一板块存在，大印度北缘的上地壳形成喜马拉雅推力带，下地壳则俯冲到亚洲之下"。他的同事、来自中大地质学院的王成山教授补充说："我们的目标是了解这些模型中哪一个更准确。"研究人员通过对大名鼎鼎的桑丹林剖面进行地质学、古生物学和古地磁学的综合研究，解决了围绕这些问题的几个疑问。白垩纪岩石的古地磁使研究人员能够追踪印度板块北段的地理位置，并计算出大印度的最小面积。历时重建图（上）显示印度板块脱离冈瓦纳超大陆并俯冲到亚洲之下，从而帮助形成了世界上最高的地形，即珠穆朗玛峰（下）。资料来源：中国地质大学（北京）孟俊和路德维希-马克西米利安大学StuartA.Gilder教授研究对了解构造的影响研究获得的数据显示，自5500万年前碰撞开始以来，俯冲所消耗的岩石圈-地球的岩石外壳比今天印度次大陆的面积还要大，最初向北延伸了约2000至3000公里。因此，将近500万平方公里的岩石圈被俯冲到亚洲板块之下，这可以肯定是青藏高原崛起的原因。这些发现标志着我们对印度-亚洲碰撞以及这些地区各种地质结构出现的认识发生了构造上的转变。路德维希-马克西米利安大学的斯图尔特-A-吉尔德（StuartA.Gilder）教授说："我们的发现挑战了亚洲南缘是由特提斯洋中独立的构造块凝聚而成的既定观念。这些发现可以帮助我们填补有关冈瓦纳大陆构造中印度板块的大小以及印度与亚洲碰撞之前的构造历史的知识空白。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1394417.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1394417.htm