科学家意外发现罕见证据，证实地球正于内华达山脉下方剥落

通过查看地震数据和对深层岩石变形进行成像，科学家们发现，在内华达山脉的中心区域下方，地壳正在剥落。

地震学家黛博拉·基尔布在梳理过去四十年加州地震记录时，察觉到一些异常现象，内华达山脉下方发生了一系列深源地震，而该区域地壳通常因高温高压而不易发生地震活动。

“在北加州，地震数据通常显示震源深度在10公里左右。而在南加州，地震会稍深一些，达到18公里，”加州大学圣地亚哥分校斯克里普斯海洋研究所研究员基尔布解释道，她指的是这些地区地震发生的典型深度。

然而，她发现山脉中心区域附近的地震深度竟达常规深度的两倍，且这一现象似乎持续存在。

“我们观测到震源深度在20公里以下的地震活动，比如20至40公里范围内——这一事实极为反常，”基尔布指出，“在地壳地震中，这种情况并不常见。”

基尔布将这一数据标记给环境科学合作研究所研究科学家、科罗拉多大学博尔德分校地质科学副研究教授维拉·舒尔特-佩尔库姆。舒尔特-佩尔库姆一直在研究内华达山脉奇特的岩石记录，该记录显示同一区域内存在深层岩石变形。

利用新发现的数据，研究人员采用接收器功能分析技术对内华达山脉进行了成像，该技术利用地震波绘制地球内部结构。科学家们发现，山脉中心区域的地壳目前正在剥落，这一过程在科学上称为岩石圈拆沉。基尔布和舒尔特-佩尔库姆于12月在《地球物理研究快报》杂志上报告了这一发现。

这一假设与之前的推测相吻合，即该地区曾经历过岩石圈沉没，当地球最外层沉入地幔下层时即发生此现象。如今，根据这项研究，研究人员认为这一过程正在进行中，且正朝山脉以北方向扩展。

“我们对比了笔记，发现我研究的奇怪岩石结构（岩石排列）信号与她发现的深源地震位于同一区域，”舒尔特-佩尔库姆说道，“于是我们决定深入研究，并揭开了整个事件的真相。”

舒尔特-佩尔库姆表示，内华达山脉下方发生的情况可能为理解大陆形成提供了宝贵见解。她补充道，这一发现还有助于科学家确定更多正在经历此过程的区域，并更好地了解地震及地球的运行机制。

大陆形成之谜。地球最外层——岩石圈，由坚硬的地壳和地幔顶部组成，地幔处于更致密但更流动的状态。这一层还包含地球的海洋地壳（海洋下方较薄、密度较大的地壳层）以及位于其上的大陆地壳。然而，舒尔特-佩尔库姆指出，这些子层如何在以大陆为顶端的理想状态下共存，仍是一个谜团。

“这些大陆恰好高于当前海平面，对我们而言实属幸运，因为……平均而言，它们由密度较低的矿物构成，”舒尔特-佩尔库姆说道，“要让大陆坐得更高，首先必须去除一些致密物质。”

岩石圈底基是密度较大的物质被拉至底部，而密度较小的物质上升至顶部，从而形成陆地的过程。“它就像将一些密度较大的物质倾倒进下方粘稠、坚实的地幔层中，使其分离，从而停止对上方密度较小物质的拉扯，”她解释道。

在对内华达山脉下方地球进行成像时，研究人员在地幔内发现了一个深度约40至70公里的独特层。数据显示，这一层具有特定特征，且这些特征逐渐向北变化。

舒尔特-佩尔库姆比喻道，如果一个人手握一块带有不同颜色粘土斑点的粘土，然后挤压它，这些斑点会开始形成条纹——这类似于岩石变形的形成方式。

在南内华达山脉，致密岩石具有最强的固有条纹，且已从地壳中剥离；而在中部地区，这一过程似乎正在进行中。在北内华达山脉，目前尚未发现变形迹象。地幔内的这一独特层还能解释基尔布发现的深源地震，因为中心区域的地壳因被拉下而异常厚实，且比通常在这些深度发现的热地幔物质更冷。

“岩石需要很长时间才能预热或冷却。因此，如果你移动某物，比如通过拉下或推动它，它需要一段时间来调整温度，”舒尔特-佩尔库姆说道。

这一过程的证据难以获取。从地面上无法观察到它，且这是一个极其缓慢的过程。根据这项研究，科学家推测南内华达山脉在大约400万至300万年前完成了岩石圈沉没过程。

舒尔特-佩尔库姆表示，这些自然事件似乎偶尔会在世界各地发生。“从地质学角度看，这是一个相当快速的过程，中间伴随着长时间的稳定性。……这种（岩石圈沉没）可能早在大陆开始形成时就已经发生，并随着时间的推移，大陆逐渐扩大。因此，这只是一个断断续续、局部发生的现象，”她补充道。

持续的争论。几十年来，内华达山脉一直是地质学界争论的焦点，因为在大山谷下方的地幔中发现了异常现象。

尽管一些科学家认为岩石圈沉没导致了这一特征，但其他科学家则认为这可能是由俯冲引起的。俯冲是指海洋板块沉入密度较小的板块（如大陆地壳）下方并改变地貌的过程，佐治亚理工学院研究地质学家兼博士后研究员米切尔·麦克米兰说道，他并未参与这项研究。

“实际上有两个相互竞争的假设来解释所有这些数据，这在地质学中并不常见。……因此，这篇论文将以一种非常简洁的方式为整个讨论增添新内容，”他说道。

该领域的进一步研究还有助于科学家更好地了解地球如何在长期尺度上演化。麦克米兰表示，如果岩石圈隆起继续在内华达山脉下方进行，人们可以推测这片土地将继续垂直延伸，改变现有地貌。但他补充道，这可能需要数十万至数百万年的时间。

麦克米兰指出，一般来说，大山带或任何有岩浆活动的地方都是人们期望看到这些事件发生的地方。他补充道，安第斯山脉是南美洲的一条长山脉，是科学家推测岩石圈俯冲曾经发生过且今天可能仍在发生的另一个地方的例子。

“我认为这项研究特别（强调了）将这些不同数据集联系在一起的重要性，”麦克米兰说道。

麦克米兰表示，通过更好地了解这一过程，科学家可以更多地了解地球的功能及其表面下发生的事情，包括与这一过程相关的地震发生情况。他还表示，金星没有像地球那样的板块构造，但它有岩石圈沉没事件的证据。通过了解地球上的过程，我们可以开始将其应用于金星。

“想想看，你……可以在山脉或山麓，甚至大陆上的任何地方徒步旅行。然而，你内心深处发生的事情却是我们不知道的，”舒尔特-佩尔库姆说道。

“我们在陆地上的存在在一定程度上要归功于这些过程的发生。如果地球没有创造大陆，那么我们将是完全不同的生物。……我们之所以能够进化，是因为地球以这种方式进化。因此，我认为，仅仅了解你所在的整个系统就是有价值的——这不仅仅是为了减少经济损失和减轻地震期间的人类影响，”她补充道。

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