机器学习发现地球外部的奥秘团块
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  • 中国无人机
  • 2020-06-15 13:04:38 8

深藏于地球内部的神秘结构一直吸引着科学家们的探索。尽管地球内部的熔融地核和坚实地幔层早已为人所知,但对于地核与地幔交界处的具体过程,人们仍然知之甚少。

最近的研究通过地震学的方法对此进行了深入探究。地震虽然常被认为是破坏性的自然现象,但其实它们更为频繁。每次地震都会在地球内部引发地震波,这些波动能传播数千公里。值得注意的是,地震波在穿越密度、成分或温度各异的区域时会产生变化。

马里兰大学地质学研究团队利用这一原理,以更好地理解地核与地幔交界处的情况。通过对太平洋盆地下的地震波回声进行追踪,他们发现大约40%的波道中含有所谓的剪切波回声。这些回声在波沿地核与地幔边界传播时产生,导致波浪衍射,从而在不同时间到达接收器。来自不同结构的回声有不同的速度和振幅。结合这些数据,研究人员可以建立关于岩石及其他物质物理特性的模型。

然而,传统方法往往只监测少数几个波。为了获取更多数据,UMD地质学家采用了一种名为Sequencer的机器学习算法,该算法可以分析从7000多个地震图中提取的数据。这些地震发生在1990年至2018年间,震级均超过6.5级,且都位于太平洋盆地周围。Sequencer最初是为天文学家设计的,用于识别空间辐射模式,但它同样适用于地震波分析。

研究结果揭示了夏威夷下方存在一大片非常密集的热物质,产生了独特且强烈的回声,表明这片区域可能比之前估计的还要大。这些斑块被称为超低速区(ULVZs),在火山羽流的根部发现,热岩石从地核与地幔交界处上升,最终形成火山岛。夏威夷下方的ULVZ是已知最大的ULVZ。此外,马克萨斯群岛下方也首次发现了类似的ULVZ。

未来的研究将探讨这些地质特征如何受到地球板块运动的影响,并如何塑造地球构造。这些密集的热岩区域有望提供更清晰的线索,帮助我们理解地球的形成及其随时间的变化,从而为未来的地震预测提供依据。

    本文来源:图灵汇
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