劇情簡介
原文標題：《什么火山底下的巖漿網(wǎng)這樣的？》很久之，我們曾經(jīng)介紹過山的相關基礎知識介紹了火山的分類火山的形成，火山分布。想必大家對山有了一定的了解，如果還沒有一定解的話，出門右轉看之前的推文去！指路??湯加火山爆后，你應該了解的山故事！（一）、加火山爆發(fā)后，你該了解的火山故事（二））分布在世的各地火山，或多少都成為了著名旅景點，比如日本富山，中國的長白山池，以及美國的太洋珍珠 —— 夏威夷。今天我們就來聊這個著名度假景、旅游勝地，同樣是地球科學研究的點（真?熱點，與幔柱相關）。夏威風光（來源：知乎 @huanqiuqby）夏威夷位于太平洋中部，由 132 個島嶼組成，這些島嶼由火山爆發(fā)形成，因此海洋中山爆發(fā)是可以造陸。早在上個世紀，塊理論提出之后，們發(fā)現(xiàn)夏威夷島并在板塊邊緣，那么什么會存在這么大圍的火山分布呢？界祖師爺約翰?圖?威爾遜 (John Tuzo Wilson) 這時候提出了一個絕妙的法，那就是熱點理，熱點理論認為即不在板塊邊界，板內(nèi)部的單個固定地柱也會形成火山。了 2003 年，研究人員發(fā)現(xiàn)其實點不是固定的，而移動的，也就是說威夷島現(xiàn)在的分布狀是由于熱點移動成的。對于夏威夷的研究從來沒有斷，研究越來越細也來越深入。夏威夷置不久前，Science 上發(fā)布了一篇文章，文章題目：The magmatic web beneath Hawai'i. 頂尖期刊文章的題目是這樣簡潔有力，思就是夏威夷底下巖漿網(wǎng)。由于技術段的限制，人們無直接的看到地下的構，你總不可能把球來個切片吧？這，可能就“三體人干的動。以目前我人類的科學水平還辦不到的，畢竟就鉆井也最多 12km，地殼都沒鉆透，就更別想研究地幔。因此就發(fā)展更多間接研究技術，用最多的就是地球 CT 技術 —— 地震！地震的科普相多了，大家可以自搜羅。我們知道利地震信息可以研究球內(nèi)部結構，甚至地核。因此，更多地震數(shù)據(jù)可以幫助們獲得更精細的地結構。這里面還有多的分析方向，比說獲得地下地震波度結構進行研究，及利用地震定位的據(jù)進行研究。這兩都是研究地下結構地震學利器，著重方向不一樣，速度構強調(diào)的是整體的構分析，比如哪一低速體對應什么構，哪一塊高速體又應什么構造；而地定位更容易判斷某邊界或者構造活動強烈的地方，比如 Benioff zones（貝尼奧夫帶），就是俯沖片的構造。雙層地帶 —— 貝尼奧夫帶（Tatsumi and Eggins, 1995）既然地震定位數(shù)據(jù)夠判斷構造更活躍地帶，那么火山底的這些巖漿網(wǎng)肯定是其中之一了。上提到的這篇文章就利用地震定位的數(shù)進行巖漿網(wǎng)的識別定，不過還需要加其他作料，這個作就是深度學習算法深度學習等 AI 算法現(xiàn)在已經(jīng)廣泛用在了各個行業(yè)和域，無人駕駛汽車等，在地球科學領近幾年也呈現(xiàn)了井式的相關論文數(shù)量長。具體的 AI 算法如何助力地球學領域，我們會在續(xù)其他推文中單獨聊。無人駕駛汽車來源：環(huán)球網(wǎng)）現(xiàn)來看夏威夷的巖漿，文章的中心結論是通過深度學習算等得到的地震定位據(jù)，在地幔重構成一個巨大的巖床，模達到 15km 長，并通過狹長的震活動帶（25km）和火山相連接，外還會連通到淺部一些巖床等。這些構充分證實了地幔這個巨大巖床是地巖漿運輸?shù)臉屑~，一步證實了巖漿網(wǎng)連通性。地震定位果分布圖 A 平面圖，B 三維分布（Wilding et al., 2022）至于具體是怎么做的，我們大致述下：首先，所有定位數(shù)據(jù)都是從 2018 年基拉韋厄火山口（Kīlauea）坍塌后開始的，總的數(shù)據(jù)量達到 20 萬個，為什么會有這么多，得益地震學觀測手段的步（地震臺網(wǎng)和流臺站的廣泛布設）自從基拉韋厄火山坍塌和爆發(fā)后，地活動變得更加強烈研究者利用這個數(shù)庫，通過深度學習手段進行了處理，獲得了精細的地震錄（空間和時間上更加精細）。更加細的地震目錄是進結構分析的基礎，樣的地震目錄在空和時間上會更加準，也更能反演地震動的空間和時間演規(guī)律。研究者通過數(shù)據(jù)的空間分布和空演化的研究分析，識別出 Pāhala 的結構，也就是地幔中的巨大巖結構。在 2018 年后的 3.5 年內(nèi)，這個區(qū)域總記錄到了 192000 次地震，可謂數(shù)量驚人。在進行類分析后，研究者發(fā)現(xiàn)其主要是離散層狀近水平結構，體水平延展 17 公里，向西傾斜約 25°，各簇厚度可達 300m。在時間演化上，各簇在活躍時間也呈現(xiàn)了顯的不同，顯示了巖漿活動的規(guī)律。圖 AB 為 Pāhala 的地震定位結果以及聚類結，右圖 ABCD 為針對左圖四個五星區(qū)域地震結果的間演化規(guī)律（Wilding et al., 2022）研究者們通過結合度學習的算法對地數(shù)據(jù)進行了精細的理，并借此對夏威火山地下巖漿網(wǎng)進了精細的成像，獲了明確的巖漿網(wǎng)結，這是一篇異常精的研究文章，也推了人類對于火山的動性有了進一步的識?？磥砦覀?nèi)祟?使作為蟲子也是會極思索的蟲子?。?帶一提，大家快去三體電視劇，哈哈ReferenceTatsumi Y., Eggins S. Subduction zone magmatism. Cambridge: Blackwell Science, Inc. 1995. 1-49Wilding, J. D., Zhu, W., Ross, Z. E., & Jackson, J. M. (2022). The magmatic web beneath Hawai ‘i. Science, eade5755.本文來自微信公眾號：石頭科普作室 （ID：Dr__Stone），作者：行?
沈萬三
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