科学家们发现，地球历史上最极端的火山事件之一，不仅仅是建造了一个巨大的水下高原。它还改变了其下方海洋板块的结构和化学成分。由冈山科技大学讲师七里梓主导的研究团队，与东京科学研究所的副教授石川明和广岛大学的教授吉川雅子合作，利用地震波研究了Ontong Java高原下的深部结构。他们的结果表明，大量岩浆通过现有板块向上推进，形成了垂直侵入结构的网络，并化学上改变了周围岩石。这些发现发表在《地球物理研究快报》上。\n\nOntong Java高原下的隐秘结构\n位于Ontong Java高原（OJP）下方的海洋板块并没有表现出典型海洋板块应有的相对简单结构。相反，研究人员发现证据表明，内部是一个由水平层交织着垂直岩浆通道的复合体。这些垂直结构被称为岩墙。岩墙形成于熔融岩石通过裂缝迫使其流出，并在内部冷却。大量这些侵入体形成的群体被称为岩墙群，能在岩浆固化很久之后，保留强烈火山活动的记录。\n研究团队还在板块内检测到异常低的地震波速度。这表明，从地球深处上升的岩浆并非仅仅穿过板块，它可能也改变了板块的化学成分。\n\n地球上最大的海洋高原\nOntong Java高原（OJP）位于西太平洋下，是世界上最大的海洋高原。海洋高原是由大量熔岩喷发形成的巨大海底隆起区域。OJP约在1亿1千万至1亿2千万年前形成，属于一个非凡的深海火山活动时期。此事件被认为是地球历史上已知的最大火山喷发。科学家们提出，这次喷发释放的热量、气体和火山材料足以严重扰乱全球环境。它可能也通过改变海洋化学、气候以及海水中氧的含量来导致大规模灭绝。最近的研究表明，这次火山事件可能是由来自地幔深处的热化学柱驱动的。热柱是向上移动的异常热的岩浆物质。热化学柱在化学成分上也与周围的地幔不同，可能携带从古代海洋地壳回收的物质。尽管这样的热柱可以产生大量岩浆，科学家们仍未充分理解这些岩浆如何影响已经存在的海洋板块。\n\n地震波揭示了板块的内部\n为了研究OJP下方的板块，研究人员研究了高频地震信号，称为Po波和So波。这些波由围绕高原布置的海底地震仪和靠近的海洋岛屿上的仪器记录。Po波和So波通过海洋板块移动，而不仅仅是在周围的地幔中传播。由于它们的速度和强度取决于它们通过的岩石，它们能揭示深海底下隐藏的层、裂隙和其他结构。在典型条件下，Po波和So波在海洋板块的分层结构内不断散射时形成。这种反复散射使得信号能够传输几千公里。位于OJP附近录得的波表现得非常不寻常。Po波在该区域有效地传播，而So波则显著减弱。这一差异提供了重要线索，表明高原下方的板块内部结构比大多数海洋板块更复杂。\n\n古老的岩浆通道穿过板块\n科学家们使用地震波形建模确定可以产生观察到的波模式的结构类型。他们的结果表明，板块包含被岩墙群（垂直侵入）交叉的层状结构（水平分层）。水平分层使得一些地震波能在较长距离传播，而垂直侵入似乎会干扰和削弱其他波。这个发现提供了证据，表明岩浆曾通过现有的海洋板块沿着许多独立的通道上升。这些通道共同形成了一个广泛的地下网络，位于不断增长的高原之下。\n\n岩浆可能改变了板块的化学成分\n研究团队发现，OJP与普通海洋板块之间有另一个主要差异。Po波和So波在高原下方的传播速度显著较慢。地震波在穿过较热、刚性较差、断裂或化学成分与典型地幔物质有差异的岩石时，传播速度往往会减缓。研究人员得出结论，单靠结构无法解释这一现象。