中新網合肥10月12日電(記者 吳蘭(lan) )記者12日從(cong) 中國科學技術大學獲悉，該校地球和空間科學學院吳忠慶教授課題組與(yu) 美國哥倫(lun) 比亞(ya) 大學Renata Wentzcovitch教授課題組及美國康奈爾大學Geoffrey Abers教授合作，在俯衝(chong) 帶淺部地震波速各向異性成因上取得重大進展。

　　相關(guan) 成果近日發表在地球科學領域國際著名學術期刊Geophysical Research Letters上。

　　據悉，這一研究成果的計算工作主要在中國科大超級計算中心與(yu) 合肥先進計算中心的超級計算機上進行。

　　地球內(nei) 部水循環是理解地球演化與(yu) 動力學過程的關(guan) 鍵。在俯衝(chong) 帶，水可以隨著大洋板片一起俯衝(chong) 進入地球深部。在海溝附近，板片彎曲變形形成大量平行於(yu) 海溝的正斷層，海水可以沿著斷層麵進入板片內(nei) 部並與(yu) 地幔礦物發生反應生成蛇紋石。地幔礦物的蛇紋石化通常會(hui) 顯著影響其地震波速、各向異性、泊鬆比和密度等一係列特征。

　　利蛇紋石是俯衝(chong) 帶淺部溫壓條件下最穩定的蛇紋石礦物。因此，利蛇紋石在高溫高壓下的彈性性質對揭示俯衝(chong) 帶蛇紋石化程度、含水量以及地球內(nei) 部的水循環都有重要意義(yi) 。

　　該課題組利用第一性原理計算方法確定了俯衝(chong) 帶溫壓條件下利蛇紋石的彈性性質，發現其具有很強的波速各向異性，其剪切波各向異性幾乎是其高壓相葉蛇紋石的兩(liang) 倍。

　　變形實驗表明，蛇紋石可以在剪切應力下發生定向排列。因此，通過蛇紋石的地震波在垂直於(yu) 剪切麵的偏振方向上傳(chuan) 播得更慢。研究分析表明，采用合理的蛇紋石化程度以及定向排列程度，要產(chan) 生湯加俯衝(chong) 帶約1.8s的延遲時間，需要約60km厚的葉蛇紋石層，這大大超過了地震學觀測發現的湯加俯衝(chong) 帶板片中低速層的厚度。然而，同樣條件下的利蛇紋石層隻需要約30km厚就可以解釋，這也與(yu) 湯加俯衝(chong) 帶板片的低速層厚度一致。因此，利蛇紋石應當在俯衝(chong) 帶淺部廣泛分布，這將對認識俯衝(chong) 帶的物理化學過程及地球內(nei) 部水循環等方麵產(chan) 生重要影響。