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地壳下方神秘莫荷界面

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  地壳下方神秘莫荷界面

  来自巴基斯坦和美国阿拉斯加州的岩石特性示意图,它们被用于构建一个解释莫荷界面是如何形成的最新模型。

 美国生活科学网站报道,最新一项发表在12月4日的期刊《自然》上的研究表明,落入地球地幔的稠密的结晶“雨”或可以解释形成于地壳之下的神秘地震边界。这一模型是基于来自猛烈撞击亚洲和美国阿拉斯加州的火山岛上的岩石证据,它证实了有关大陆形成长久存在的观点。“我认为这项研究将解决一系列事情,以及很多存在的问题。”研究首席作者、美国麻省理工学院的地质学家奥利弗·亚古茨(Oliver Jagoutz)这样说道。

  亚古茨和研究合作作者、美国马萨诸塞州伍兹霍尔的伍兹霍尔海洋研讨所的马克·贝恩(Mark Behn)调查的地震边界被称为莫荷界面,它是以克罗地亚地震学家安德里亚·莫霍洛维奇(Andrija Mohorovicic)为名。1909年,莫霍洛维奇意识到地震波在大陆板块下方某个40千米深处的清晰边界会忽然加速。这项发现揭示了地球是分层的,有较轻的地壳和密集的地幔,地震波在后者里的传播速度更快。由于莫荷界面非常深,没有人直接观测到它,但科学家们花费了大量时间解释它为何存在以及它是如何形成的。

  错位的莫荷界面

  其中一个长久存在的问题便是缺失的莫荷界面——火山岛带,例如日本伊豆-小笠原岛(Izu-Bonin Islands)下方边界的缺失。由于这些“弧形列岛”是大陆的基本建造单元,缺失的莫荷界面成为神秘之谜。例如,北美东海岸拥有非常清晰的莫荷界面,但它也是数亿年前撞击大陆边缘的火山带缝合而成的。另一个问题便是大陆的岩石比海洋地壳里所含的二氧化硅要多10%,二者是火山岛带的岩浆的来源。

  “如果我们想要在弧形列岛里产生大陆地壳,那么我们就面临两个问题,” 亚古茨说道。“我们在大陆表面发现的岩石非常类似于俯冲带里喷发的岩浆,但这需要一个机制实现熔化50%-60%的二氧化硅。我们面临的另一个问题是结构问题,从某种程度上讲我们需要引入主要的结构不连续性——莫荷界面,它不存在于弧形列岛但存在于大陆板块里。”

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