科技日報合肥2月24日電 (記者吳長鋒)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，首次發現了非對稱路徑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鍵證據，研究成果日前在國際權威期刊《科學》上發表。

板塊構造學說是固體地球科學的基石，刻畫了巖石圈的基本運動學特征，而地幔對流理論則為理解板塊運動提供了動力學基礎。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模式。近年來還有一些學者提出了地幔混合對流模式猜想，即一些區域地幔分層對流、其他區域上下地幔整體對流。

科研人員數年間搜集了全球密集臺陣記錄到的深震波形，開展了慢度、偏振、到時、包絡形態等多震相特征分析，計算了一系列理論散射地震圖、并與實測地震波形對比，發現了660千米界面小尺度起伏導致的前驅散射波，而且該信號強度存在區域差異。對應于410千米界面的前驅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，估計了660千米間斷面小尺度起伏的幅度，估計其功率譜系數C2D量級為10—1000米，遠大于地表的小尺度起伏(C2D為米級)，表明660千米間斷面小尺度起伏遠比地表的更劇烈。

基于地震學的觀測與分析，科研人員提出410千米界面主要成因為相變，660千米界面則不完全為相變面，在一些區域還應該是化學分界面，在其他區域化學分層不明顯。這項研究成果支持了地幔混合對流模式，進一步深化了對地球動力學的理解。

編輯：魏蔚

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