記者從中國科大獲悉，該校和中科院測地所的科研人員與國際同行開展合作，首次發(fā)現(xiàn)了非對稱路徑660千米間斷面散射波震相，揭示了地幔410及660千米間斷面的小尺度起伏特征，為地幔對流模式研究提供關(guān)鍵證據(jù)，研究成果日前在國際權(quán)威期刊《科學(xué)》上發(fā)表。

　　板塊構(gòu)造學(xué)說是固體地球科學(xué)的基石，刻畫了巖石圈的基本運(yùn)動(dòng)學(xué)特征，而地幔對流理論則為理解板塊運(yùn)動(dòng)提供了動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)。然而長期以來，地幔對流模式的研究一直存在巨大的爭議，分歧主要集中于全地幔對流和上下地幔分層對流兩個(gè)模式。近年來還有一些學(xué)者提出了地幔混合對流模式猜想，即一些區(qū)域地幔分層對流、其他區(qū)域上下地幔整體對流。

　　科研人員數(shù)年間搜集了全球密集臺(tái)陣記錄到的深震波形，開展了慢度、偏振、到時(shí)、包絡(luò)形態(tài)等多震相特征分析，計(jì)算了一系列理論散射地震圖、并與實(shí)測地震波形對比，發(fā)現(xiàn)了660千米界面小尺度起伏導(dǎo)致的前驅(qū)散射波，而且該信號(hào)強(qiáng)度存在區(qū)域差異。對應(yīng)于410千米界面的前驅(qū)散射波沒有被觀測到，表明該界面比較平滑。該研究以PKiKP、PKKKP等體波作為參考震相，估計(jì)了660千米間斷面小尺度起伏的幅度，估計(jì)其功率譜系數(shù)C2D量級(jí)為10—1000米，遠(yuǎn)大于地表的小尺度起伏(C2D為米級(jí))，表明660千米間斷面小尺度起伏遠(yuǎn)比地表的更劇烈。

　　基于地震學(xué)的觀測與分析，科研人員提出410千米界面主要成因?yàn)橄嘧儯?60千米界面則不完全為相變面，在一些區(qū)域還應(yīng)該是化學(xué)分界面，在其他區(qū)域化學(xué)分層不明顯。這項(xiàng)研究成果支持了地幔混合對流模式，進(jìn)一步深化了對地球動(dòng)力學(xué)的理解。(記者 吳長鋒)