陜西
在大多數人的印象里，南極洲是一片地質上極其安靜的大陸：數千米厚的冰蓋覆蓋大地，既遠離環太平洋的火山地震帶，也沒有活躍的板塊碰撞，似乎連地殼的震動都與這里無緣。
但發表在《科學》雜志上的一項最新研究，徹底打破了這個認知：科研團隊在東南極戴維冰川的下方，發現了數百次發生在上地幔內部的中深源地震。
這些發生在板塊內部的深部震動，不僅刷新了我們對南極地質的認知，也為解釋全球范圍內的異常地震提供了全新的思路。
按照經典的板塊構造理論，地震幾乎都發生在板塊交界地帶：板塊相互碰撞、俯沖或者錯動，巖石受力破裂，就會引發震動。
而板塊內部的地殼應該相對穩定，很少發生變形。
更難解釋的是深度超過70公里的中深源地震——在地下幾十上百公里的深度，溫度和壓力都顯著升高，通常認為巖石會變得柔軟、容易發生塑性變形，本該像橡皮泥一樣緩慢形變，而不是像玻璃一樣脆斷引發地震。
此前全球僅在阿富汗興都庫什、摩洛哥阿特拉斯山脈、羅馬尼亞弗朗恰等少數區域發現過這類板內中深源地震，學界通常用古俯沖殘留板片、大陸巖石圈拆沉、地幔滴狀下沉等機制解釋。
但南極顯然不符合這些條件：這里沒有現代俯沖帶活動的痕跡，地下層析成像也沒有發現下沉的殘留巖石圈。
想要弄清這些地震的成因，首先得先準確鎖定它們的位置。
研究團隊整理了東南極維多利亞地區49個地震臺站、跨度十余年的觀測數據，用經過遷移學習優化的深度學習算法篩選信號。
過去受限于技術，很多震級小于3級的微弱地震會被冰蓋滑動、儀器噪聲等信號掩蓋，而AI模型能精準識別地震波的縱波、橫波到時，從海量數據里識別出1068次地震事件，震級在1.6到3.5級之間。
經過精準重定位后，這些地震明顯分成了兩群：
一群是0到40公里深的淺源地震，和冰蓋底部滑動、冰川運動等冰凍圈過程有關，和此前的認知一致。
另一群足足有510次，屬于深度大于70公里的中深源地震，集中在100到150公里的深度范圍，全部聚集在戴維冰川下方的巖石圈-軟流圈邊界附近。
研究人員通過波速模型驗證、概率密度定位等多重方法交叉核對，確認這些地震的水平與垂直位置誤差均不超過20公里，這絕非誤判。
那為什么偏偏是戴維冰川下方出現了這么多深源地震？
謎底藏在地下的巖石圈結構里。
東南極洲是有著數十億年歷史的古老克拉通，地下的巖石圈又厚又冷，堅硬且強度極高；而西側的西南極裂谷系統巖石圈更薄、溫度更高，質地更軟。
兩者在橫貫南極山脈一線交匯，形成了一道陡峭的巖石圈強度梯度帶——就像一塊厚硬的鋼板旁邊挨著一塊薄軟的鐵皮，受力時最容易斷裂的地方，永遠是兩者交界的邊緣。
但光有強度梯度還不夠。
地下更深處的軟流圈地幔在緩慢流動，會給上方的巖石圈施加垂直方向的力，造成地表的動態抬升。
在戴維冰川的南北兩側，皇家學會山脈和深凍山脈下方的熱地幔物質延伸更靠內陸，抬升作用更強；而戴維冰川所在的位置，熱低速地幔體位置更靠外，抬升幅度更小。
一高一低的差異，就讓堅硬的東南極巖石圈邊緣像被兩端抬起的木板一樣，發生了向上凹的彎曲，在巖石圈內部形成“淺部擠壓、深部拉張”的應力分布。
100到150公里的深度恰好是個微妙的位置：該深度處東南極冷巖石圈的溫度約為690℃，還沒高到讓巖石完全失去脆性，依然能發生摩擦型破裂。
當彎曲積累的應力超過巖石強度極限時，就會產生斷裂，引發地震。
研究團隊解出了13次地震的震源機制，其中9次以擠壓為主，4次以拉張為主，整體與彎曲應力的分布模式相吻合。
目前熱剪切失穩等其他機制尚不能完全排除，但觀測結果更支持冷巖石圈內的摩擦失穩成因。
更有意思的是，地表的冰蓋也在這場深部地震里扮演了角色。
冰川的重量會給地殼施加額外載荷，冰川侵蝕引發的地殼均衡抬升、冰蓋消長帶來的冰均衡調整，都會疊加在巖石圈的彎曲應力之上。
從百米厚的冰蓋到百公里深的地幔，冰凍圈、巖石圈、軟流圈三層聯動，共同促成了這些特殊的地震。
厚厚的冰蓋之下，南極大陸的地下遠比我們想象的更活躍。
這些微弱的深部震動，既是地球內部應力的低語，也是解開板塊內部構造活動之謎的鑰匙。
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