一份新的全球地圖揭示了地球地幔深處的罕見(jiàn)地震，為窺探塑造我們星球的隱秘動(dòng)力提供了意想不到的窗口。

斯坦福大學(xué)的科學(xué)家們繪制出了首份關(guān)于一種異常地震的綜合全球地圖，這種地震并非始于地殼，而是源自地球地幔深處。地幔位于地球薄薄的外地殼與熔融的核心之間。通過(guò)標(biāo)繪這些罕見(jiàn)事件的發(fā)生地點(diǎn)，研究人員現(xiàn)在擁有了一種新工具，可以更好地理解地幔地震的運(yùn)作機(jī)制，以及它們可能揭示的關(guān)于所有地震背后驅(qū)動(dòng)力的信息。

根據(jù)發(fā)表在《科學(xué)》雜志上的一項(xiàng)研究，大陸地幔地震在世界各地均有發(fā)生，但集中在特定區(qū)域。研究這些深層事件可以提供關(guān)于地殼與地幔邊界，以及上地幔行為的寶貴信息——上地幔是火山巖漿的來(lái)源，也是部分驅(qū)動(dòng)構(gòu)造板塊運(yùn)動(dòng)的力量。

由于這些地震的震源距離地表如此之遠(yuǎn)，大陸地幔地震很少產(chǎn)生明顯的震感，也不會(huì)對(duì)人類構(gòu)成直接危險(xiǎn)。即便如此，理解它們發(fā)生的方式和原因可以推動(dòng)地球科學(xué)多個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展。這些知識(shí)最終可能會(huì)提高科學(xué)家對(duì)與更常見(jiàn)的淺層地震相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)的理解。

地球的地殼相對(duì)冷卻且易碎，而其下方的地幔則較溫暖，由致密的半固態(tài)巖石組成。地幔厚度約為1800英里，構(gòu)成了地球內(nèi)部的大部分。地殼與地幔之間的分界線被稱為莫霍洛維奇不連續(xù)面，通常簡(jiǎn)稱為“莫霍面”。

長(zhǎng)期以來(lái)，科學(xué)家們一直質(zhì)疑，表現(xiàn)得更像緩慢流動(dòng)的固體而非剛性巖石的地幔，是否能產(chǎn)生顯著的地震。大多數(shù)大陸地震始于約6至18英里的深度，這使其位置完全處于莫霍面之上的地殼內(nèi)。一個(gè)主要的例外發(fā)生在俯沖帶，在那里，較重的海洋板塊下沉到較輕的大陸板塊之下，可能引發(fā)深達(dá)數(shù)百英里的地震。

在某些情況下，地震儀器在遠(yuǎn)離俯沖帶的大陸區(qū)域下方檢測(cè)到了更深層的地震起源。這些疑似位于莫霍面之下的震源深度可達(dá)莫霍面以下50英里，這引發(fā)了關(guān)于地震如何在地幔內(nèi)部發(fā)生的重要問(wèn)題。

在過(guò)去十年中，越來(lái)越多的證據(jù)說(shuō)服了大多數(shù)科學(xué)家，確實(shí)有少量地震始于地幔。這些事件似乎遠(yuǎn)不如地殼地震常見(jiàn)，其發(fā)生頻率可能僅為后者的百分之一左右。即便如此，由于數(shù)據(jù)有限且不完整，要確認(rèn)某次特定地震源自地幔一直很困難。

為了應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)，王世奇和克倫佩雷爾創(chuàng)造了一種比較兩種不同類型地震波的技術(shù)。地震和其他擾動(dòng)發(fā)出的這些振動(dòng)穿過(guò)地球，使地球像被敲擊的鐘一樣產(chǎn)生共鳴。

一種被稱為Sn波，或“蓋”波。這是沿著地幔頂部（一個(gè)被稱為“蓋”的區(qū)域）移動(dòng)的剪切波。第二種被稱為L(zhǎng)g波，由在地殼中高效傳播的高頻振動(dòng)組成。通過(guò)測(cè)量這兩種波型的相對(duì)強(qiáng)度，研究人員可以確定地震是始于地殼還是更深的地幔。

“我們的方法是一個(gè)徹底的規(guī)則改變者，因?yàn)楝F(xiàn)在你可以完全基于地震波形來(lái)識(shí)別地幔地震，”王世奇說(shuō)。

該團(tuán)隊(duì)分析了全球地震監(jiān)測(cè)站的記錄，并納入了地殼厚度等額外細(xì)節(jié)。從超過(guò)46000次記錄在案的地震開(kāi)始，他們將名單縮小到自1990年以來(lái)發(fā)生的459次大陸地幔地震。

研究人員警告說(shuō)，這一總數(shù)可能低估了真實(shí)數(shù)量。擴(kuò)大地震網(wǎng)絡(luò)，特別是在像喜馬拉雅山脈以北的青藏高原這樣的偏遠(yuǎn)地區(qū)，可能會(huì)揭示更多的地幔事件?？藗惻謇谞枌⑵渎殬I(yè)生涯的大部分時(shí)間都致力于研究這一隔離區(qū)域的地震活動(dòng)。那里大陸地幔地震的早期跡象后來(lái)激發(fā)了王世奇更深入地探索這一現(xiàn)象。

現(xiàn)在，配備了不斷增長(zhǎng)的已確認(rèn)地幔地震目錄和可靠的識(shí)別方法，王世奇和克倫佩雷爾計(jì)劃調(diào)查這些異常地震是如何開(kāi)始的。有些似乎是由地殼地震向外傳播的地震波引發(fā)的余震。其他的可能源于地幔內(nèi)部的熱驅(qū)動(dòng)對(duì)流，因?yàn)榈蒯Ｔ谘h(huán)和回收俯沖的地球地殼板塊。

隨著研究的繼續(xù)，斯坦福團(tuán)隊(duì)期望對(duì)地表之下深處展開(kāi)的過(guò)程獲得更深入的見(jiàn)解，并對(duì)地球內(nèi)部的運(yùn)作方式形成更清晰的理解。

“大陸地幔地震可能是地殼和上地幔內(nèi)在相互關(guān)聯(lián)的地震周期的一部分，”王世奇說(shuō)?！拔覀兿Ｍ私馕覀兪澜绲倪@些層級(jí)是如何作為一個(gè)整體系統(tǒng)運(yùn)作的?！?/p>