科学家意外发现：地球岩石圈正于内华达山脉下方剥落

外媒近日报道，来自美国加州大学圣地亚哥分校和科罗拉多大学博尔德分校的地质学家们联合发布了一项重大发现：地球岩石圈正在内华达山脉下方发生“剥落”现象。

这一过程被称为“岩石圈脱落”（lithosphericfoundering），不仅对了解地球内部结构具有里程碑意义，也可能揭示大陆形成的机制。

地震学家黛博拉·基尔布（DeborahKilb）在分析加州过去40年的地震数据时，意外发现一系列发生在地壳极深处的地震，深度远超通常地震活动区域。

基尔布将这些数据交给了科罗拉多大学博尔德分校地球科学副教授薇拉·舒尔特-佩尔库姆（Vera Schulte-Pelkum），她正研究该地区岩石的异常结构。

两人随后利用地震接收函数分析技术成像，揭示了一个罕见现象：在内华达山脉中部，地壳正经历“岩石圈脱落”（lithospheric foundering）——也就是地壳下方密度更大的部分正在“剥离”，沉入地幔之中。

这项研究于去年12月发表在《地球物理研究快报》期刊上。研究表明，这一过程不仅确实发生过，现在可能仍在进行中，并逐渐向山脉北部推进。

“我们互相对比发现，我观察到的岩石结构异常和她发现的深层地震，竟然都发生在同一地区。”舒尔特-佩尔库姆说，“于是我们深入研究，发现了这整个故事。”

揭示大陆如何形成

岩石圈脱落是大陆形成的关键机制之一。

通过将密度较大的物质沉入地幔，地球上较轻的大陆地壳才能稳定“浮”于海洋之上。

这一机制不仅帮助解释大陆为何能高出海平面，更对研究地震活动和地壳运动具有重要意义。

通过地震成像，研究人员在约40到70公里（25至43英里）深的地幔中发现了一层特殊结构。

数据显示，该结构随着地理位置向北逐渐变化，就像你把带斑点的黏土块挤压，斑点最终会变成条纹——这正是岩石变形的方式。

在南内华达，密度大的岩石已经被从地壳中完全剥离；中部地区这个过程正在进行；而在北部，目前还没有发现相关变形现象。这一发现也解释了为何会在中部出现深层地震——因为该区域的地壳被向下拉伸，厚度增加，同时也比同等深度的地幔要冷。

“岩石升温或降温的速度都非常慢。”舒尔特-佩尔库姆说，“所以一旦你将其移动，比如拉下去或推上来，它需要很长时间才能适应新的温度环境。”

这一过程很难被观察到，因为它既缓慢又深藏地下。研究指出，南内华达的岩石圈脱落大约在300万至400万年前就已完成。

地质界长期争议

多年来，地质学界对内华达山脉下方的异常结构存在争议。

有些科学家认为它是岩石圈脱落所致，而另一些人则将其归因于“俯冲作用”——即洋壳板块下沉至较轻的大陆板块之下，从而改变地貌。

“我们现在有两种主要假说来解释这些数据，这在地质学中并不常见。”佐治亚理工学院研究地质学家麦克米兰（Mitchell McMillan）说，“这项研究无疑会为这一讨论增添新的视角。”

他补充说，这一发现还能帮助科学家预测其他地区是否也在经历类似过程，并更好地理解地球长期演化的机制。

如果该现象持续下去，可能会导致地貌进一步拉伸甚至变化——不过这一过程可能需要几十万到几百万年。

类似现象可能也存在于南美洲的安第斯山脉。

此外，金星虽然没有板块构造，但其表面结构也显示出类似岩石圈脱落的迹象，理解地球上的这一过程或许能为研究其他行星提供线索。

“你可能正在内华达山脉徒步旅行，脚下却发生着你从未察觉的巨大变化。”舒尔特-佩尔库姆感慨道。

“正是这些过程，让我们能生活在陆地上。如果地球从未形成大陆，我们恐怕根本不是现在的我们……理解这一系统，有着超越经济或灾害层面的价值。”她说。