如上图所示的GPS观测站被用来收集2008年发生在中国西部青藏高原东缘的7.9级地震的数据。图片来源:沈正康
Source: Journal of Geophysical Research: Solid Earth

This is an authorized translation of an Eos article. 本文是Eos文章的授权翻译。

青藏高原面积250万平方公里,海拔4500米以上,是地球上最大、最高的高原。人们普遍认为它是在过去6500万年间由于印度和亚洲板块之间的一次碰撞而形成的,但关于它的起源和正在进行的演化的细节仍存在激烈争论。

其中一个核心问题是,高原的变形机制是宽阔的流体状,还是狭窄的块状?变形机制一部分受该地区岩石圈的物理结构所控制。为此,人们提出了“果冻三明治”模型,认为相对较弱的下地壳被较强的上地壳和下方较强的上地幔所包围。另一个与之相抗衡的模型是焦糖布丁(crème brûlée) 模型,认为上地壳坚固但脆弱,下地壳和上地幔则较为柔软。

在一项新的研究中,Wang等人利用2008年发生在中国西部青藏高原东缘的汶川7.9级地震的大量新数据集,试图对现有的模型进行区分。他们展示了86个来自GPS测量站的位移时间序列数据。部分数据序列从地震后几天开始,持续超过9年。

作者利用这些数据约束了一个横跨青藏高原东部,包括地壳和上地幔的有限元模型。在地震的西北部地区,他们发现上地幔的稳态粘度是下地壳的两倍多,符合果冻三明治模型的预期。然而,下地壳的粘滞系数并不像一些模型所预期的那么低,这表明西藏的变形可能不是由下地壳物质流动所驱动,而是由整个岩石圈的应力所驱动的。

在地震过程中,粘度差扩大了一个数量级,说明了非线性力所起的作用。模型还将不同的体粘度归因于邻近地震的其它区域,表明了青藏高原独特的复杂地质性质。 (Journal of Geophysical Research: Solid Earth, https://doi.org/10.1029/2021JB022399, 2021)

-科学作家Morgan Rehnberg

This translation was made by Wiley. 本文翻译由Wiley提供。

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