2009/7/3

被垂直撕開的隱沒板塊

編輯 JR 報導
科學家發現:隱沒於西太平洋、日本島東方的千島-日本海溝與伊豆-小笠原海溝的板塊,如同懸掛的布幔,由下而上、正被垂直撕開。
當板塊從海溝隱沒入地球內部之後,深部地震與地震層析影像(Seismic Tomography)為兩種可用來追蹤板塊去向的方式。過去的觀測顯示,在西太平洋的隱沒板塊傾向於平躺在上下地幔的交界、大約在地表下660km處;而在東太平洋、隱沒在南美大陸底下的板塊,則直接穿入下地幔、絲毫不受660km交界的阻擋。為何會有如此截然不同的演化,目前仍不清楚。最近的研究發現,被阻撓在上下地幔交界的板塊,正上演更慘烈的一幕:由下而上被撕開。

這是由日本海洋科學研究機構【註一】科學家Masayuki Obayashi領導的研究小組,從高解析的地震層析影像推測而得。他們發現在千島-日本海溝與伊豆-小笠原海溝隱沒的板塊,當其隱沒到日本島西南方的下方時,被垂直撕開,而這個破裂的過程可能仍在進行中。本研究論文已發表在『科學』期刊上。

Obayashi et al.認為這個隱沒板塊深入地幔後,因遭遇上下地幔交界的阻擋,而導致板塊平躺與被撕裂【註二】。這想法已經得到證實:他們在板塊撕裂頂端的位置找到一群地震,它們的震源機制顯示這裡的確受到了水平方向的拉張力(圖B標示(1))。除此之外,在板塊撕裂處向下延伸的方向(圖B標示(2)),沒有觀測到任何地震,這表示板塊已分裂成兩塊、分別往不同的方向移動。

這個平躺在660km交界處的板塊,是否就在此逐漸的升溫消融、並與周遭的地幔物質融為一體?還是繼續堆積,等待一舉沒入下地幔?科學家還需要更多高解析的觀測,才能對整個過程有更深的認識。

【註一】JAMSTEC,Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology

【註二】隱沒板塊示意圖。A為保持整體的板塊。B為Obayashi et al.觀察到被垂直撕開的板塊。

原始論文
Tearing of stagnant slab, Obayashi et al., Science, 324, 1173-1175(2009)

參考來源: Physicestoday: Slabs Do Not Go Gently

摘自科景980628報導
貼文日期:2009.7.3

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