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  • 科學家發現,美國中西部的地殼正在滴落

    在美國中西部下方的北美大陸上,地殼的底部正在滴入行星內部。

    在那里,熔融的巖石塊在行星的上地幔中聚結,最終獲得足夠的質量以沉淀得更深,通過地震監測揭示了這種緩慢、漸進的機制,顯示了變薄巖石圈基礎區域。

    沒什么好擔心的。只最近發現,巖石圈滴落也發生在世界其他地區——但這一發現為我們動態的地球獨特的地質過程打開了一扇新窗口。

    “如果我們想了解一顆行星在很長一段時間內是如何演變的,這種事情很重要。”地球物理學家 Thorsten Becker 解釋道德克薩斯大學奧斯汀分校。“它幫助我們了解如何制造大陸,如何打破它們,以及如何回收它們。”

    這里的巖石圈類型是克拉通– 地殼中一個特別大、穩定的部分,已經存在了很長一段時間,相對沒有變化。因為它們非常穩定,所以它們被認為是大陸形成的核。我們知道約 35 克拉通潛伏在我們腳下。

    當地球巖石地殼的底部被加熱到一定溫度時,就會發生巖石圈滴落。隨著巖石融化,一滴水開始形成,最終變得足夠重,足以斷裂并落入地球更深處。這有點像Pitch Drop實驗.

    在某些情況下,就像在安第斯山脈Türkiye(土耳其)的安納托利亞高原,這個過程會在行星表面產生皺紋,暴露于下面發生的活動。然而,在這種情況下,由地震學家華俊林領導的團隊,目前中國科學技術大學但在德克薩斯大學進行這項研究時,使用地震數據重建了地殼底部的活動。

    該圖解釋了在北美下方創建巖石圈滴落的模型。(華 et al.,Nat. Geosci., 2025)

    他們使用了一個計算機模型,該模型根據EarthScope 地球望遠鏡財團。這就像對地殼進行 X 光檢查,揭示它最厚和最薄的地方,以及它的密度是如何變化的。

    “由于使用了這種全波形方法,我們可以更好地表示深地幔和較淺巖石圈之間的重要區域,我們期望在那里獲得有關巖石圈發生情況的線索,”貝克爾解釋說.

    該團隊的工作顯示,位于北美大陸大部分地區下方的克拉通正在變薄,焦點位于美國中西部下方,可能的原因是巖石圈滴落。

    更耐人尋味的是導致它的原因。距離克拉通約 600 公里(373 英里)的古老法拉隆構造板塊正在北美構造板塊下方滑動,這一過程稱為俯沖。

    這個過程已經上演了數億年;此時,Farallon 板塊已經幾乎完全俯沖,它的大部分現在位于北美板塊下方的下地幔中。地震數據表明,它的存在正在改變大規模地幔流的方向,這些流會剪切克拉通的底部,從而削弱克拉通的底部。

    然后,巖石圈的先前減弱可能會加劇滴落過程;這方面的一個例子是通過俯沖法拉隆板塊的殘余物中釋放出揮發物。

    這些過程共同可以軟化和削弱克拉通的底面,足以促進巖石圈滴落,使構成大陸的克拉通變薄。

    研究人員發現,盡管中心位于中西部地區,但其影響在整個克拉通地區都很普遍。但這個過程需要數百萬年到數十億年的時間跨度,并且不太可能影響未來幾代生活在北美大陸的任何人。

    該研究已發表在自然 地球科學.

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