地科學家發現太平洋底下神秘隱沒帶

馬裡蘭大學和阿爾伯塔大學的地質科學家團隊表示，在中生代時期，也就是距今2.5億年至1.2億年前，一塊古老的海底在東太平洋海隆（位於東南太平洋海底的一個板塊邊界）深深沉入地球內部。

一張顯示東太平洋海隆地區的地圖，正是在此發現了古老海底。圖片提供：王景川。

馬裡蘭大學研究員王景川及其同事運用創新的地震成像技術，深入窺探地球的地函——地球地殼和地核之間的那層。

他們在地函轉換帶發現了一塊異常厚的區域，地函轉換帶位於地球表面以下約410至660公里處。

這個區域分隔了上地函和下地函，會根據溫度膨脹或收縮。

新發現的海底也許能解釋太平洋大型低速剪下波速度異常區（LLSVP，地球下地函中的一個龐大地區）的異常結構，因為LLSVP似乎被這個板片分割開了。

王博士表示：「這塊加厚的區域就像是大約2.5億年前沉入地球的一塊古老海底的化石指紋。」

「它讓我們得以窺見前所未有的地球過往。」

隱沒作用發生在一個板塊滑到另一個板塊下方時，將地表物質重新迴圈回地球地函。

這個過程通常會留下明顯的移動痕跡，包括火山、地震和深海海溝。

地質學家通常透過檢驗地表發現的岩石樣本和沉積物來研究隱沒作用。

透過研究地震波如何穿過地球的不同層，研究人員得以繪製出隱藏在地函深處的結構詳細圖。

王博士說：「你可以把地震成像想像成類似電腦斷層掃描的東西。基本上它讓我們能看到地球內部的橫截面。」

「通常，海洋板塊物質會被地球完全消耗，在地表不會留下可辨識的痕跡。」

「但從這個角度看到古老的隱沒板片，讓我們對地球深部結構和地表地質之間的關係有了新的見解，而這在以前並不明顯。」

作者們的發現令他們大感意外：物質在地球內部移動的速度比先前認為的要慢得多。

他們發現的這個區域異常厚，顯示在地函轉換帶的這個部分存在較冷的物質，暗示一些海洋板塊在沉入地函時會在半途卡住。

王博士說：「我們發現在這個區域，物質下沉的速度大約是我們預期的一半，這表示地函轉換帶可以起到屏障的作用，減緩物質在地球內部的移動。」

「我們的發現提出了新的問題，即地球深部如何在遙遠的距離和漫長的時間尺度上影響我們在地表所見的一切。」

研究結果發表在《科學進展》期刊上。

Jingchuan Wang等人，2024年。中生代海洋內隱沒作用塑造了東太平洋海隆下方的下地函。《科學進展》10(39)；doi: 10.1126/sciadv.ado1219