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中国地下400公里的“地狱深处”惊现太平洋残片!怎么回事?

 tjboyue 2020-11-27

近日,中国科学家研究发现:中国地下400公里处仍保留有太平洋的残片。

身处陆地的中国,为何地下会有太平洋的遗留?

分久必合,合久必分的板块

回答这个问题,需要先了解一些地理知识。

众所周知,现在的地球按照地表的高山海洋,可以划分为七大洲、五大洋。

而按照地质学家的划分其实可以更为简单的划分为六大板块:太平洋板块、亚欧板块、非洲板块、美洲板块、印度洋板块(包括澳洲)和南极洲板块。

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世界六大板块划分

需要注意的是六大板块的划分并不是静止不动的,在46亿年的地球历史过程中,每个大洲和大洋时刻都在发生着变化。

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6500万年前的板块运动,碰撞形成青藏高原

以青藏高原的形成为例,6500万年前的印度板块向北移动,与欧亚板块发生巨大碰撞、挤压才形成如今高耸的珠穆朗玛峰和世界第三极。

中国地下400公里的太平洋残片

再来看这次研究的主角:中国地下400公里处的太平洋残片,其本质是太平洋在向中国一侧移动过程中,斜插进入中国地下的部分。

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太平洋残片示意图

那么为什么太平洋会进入中国大陆下面,而不是中国大陆进入太平洋底下呢?

两个板块相互碰撞过程中,比重较轻的大陆会由于浮力的存在自然的处于上方,而比重较重的大洋板块则会处于下方(地质学专业术语把这种板块也称为俯冲板片)。

科学家如何发现400公里之下的板块

我们知道,目前人类钻探地球的最深处也才11000多米(位于俄罗斯的科拉超深钻),对于400千米的“地狱深处”,打钻是不太现实的。

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位于俄罗斯的科拉超深钻孔,入口已被焊死

既然直接打钻不现实,那么只能用“照CT”的方式给地球做“体检”。

给地球“照CT”

与人类检查身体的CT不同,地质学家们给地球照CT所利用的是地震波速的不同。

由于地震波在性质不同的物质间的传播速度不同,那么根据地震仪检测到的地震波速不同即可反映地下的物质信号。

地震波速度相近的区域可归为同一性质的板块,速度不同的归为另一种性质的板块(地壳、地幔、地核的划分也是根据这个原理)。

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地球内部结构的划分即是根据地震波速的响应不同

由于中国板块与太平洋板块具有不同的性质(一方为陆地岩石组成,另一方为大洋岩石),响应到地震仪上的地震波速也会有所不同,因此科学家可以分析出与中国大陆板块性质不同的板块信号。

那么,我们来看看本次中国科学家具体是如何操作的?

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为中国板块“照CT”的位置点分布图

上图为中国科学家在我国东北布置的“CT”位置(可以简单理解为我们通常所讲的地震台分布位置)。

人为向地球深部发射地震波(通常是放炮的形式),根据地震波在地球深部反射回来的响应时间不同,给出以下地震层析成像(下图)。

中国地下400公里的“地狱深处”惊现太平洋残片!怎么回事?

中国地下的太平洋残片

可以看到,地震波在穿过中国地下的响应速度是不同的,400-600公里处有截然不同的变化,与还在向中国大陆移动的太平洋可以连接在一起。

据此,科学家认为,中国地下400-600公里深处应该残留有太平洋的残片。

本项研究发表于国际顶级期刊《Nature geoscience》,为研究深部地球提供了很好的思路。

未来的太平洋会怎样?

目前科学家发现,现在的太平洋已经处于消减阶段,未来太平洋也会消失得无影无踪,届时美洲西岸会与亚洲东岸相对接,而后两个板块发生碰撞,在板块中间抬升起一条比喜马拉雅更加雄伟的山脉(日本也会消失的无影无踪)。

不用说,那时的中国将会失去海洋,变成一个地地道道的内陆国家。

不过这一现象估计要在1-2亿年之后才会发生。

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