研究地球深部取得新進展：全球近地表複雜結構對地幔間斷面測定的影響

2020-09-03 嶺南科苑

中科院邊緣海與大洋地質重點實驗室大洋巖石圈結構地震成像研究團隊助理研究員周勇、研究員徐敏，聯合南方科技大學陳曉非院士，以及哥倫比亞大學教授David A. Yuen，關於近地表複雜結構對基於PP前驅波的地幔間斷面測定影響研究取得新進展，相關研究成果最近發表在《Journal Geophysical Research: Solid Earth》上，周勇助理研究員為該論文第一及通訊作者。

地球深部410千米和660千米深度處的地幔間斷面形態和物理特徵對認識地幔動力學狀態有重要科學意義。在廣泛用於地幔間斷面測量的PP前驅波方法中，不均勻的海水層和地殼結構等近地表複雜結構可能使得作為參考震相的PP波形複雜化，進而影響PP及其前驅波的到時差和振幅比，評估該影響可服務於地幔間斷面的準確測定。

研究人員發展高效準確合成PP及其前驅波波形的算法，定量研究了全球近地表複雜結構對PP及其前驅波的到時差和振幅比影響。研究發現地殼結構主要影響到時差，對振幅比影響較小，而海水層主要控制振幅比，對到時差影響不大。通過引入精細地殼模型，研究人員繪製出全球PP及其前驅波到時差和振幅比的異常分布圖，發現其有明顯的海陸差異。研究還發現由複雜近地表結構導致的到時差偏差，可能造成地幔間斷面起伏多達15千米的誤差，表明PP前驅波研究中不能忽略近地表複雜結構的影響。研究成果可為PP前驅波研究提供可靠的校正模型，以獲得更準確的間斷面參數。

該研究由國家自然科學基金、中國科學院戰略先導科技專項、南方海洋科學與工程廣東省實驗室、科技部基礎資源調查專項等項目以及中國-巴基斯坦地球科學中心共同資助完成。

圖1 PP及其前驅波（P410P、P660P）的射線路徑示意圖

圖2 PP與其前驅波P410P（a）、P660P（b）的到時差異常全球分布圖，震中距取110°

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