原文標題：《什么？火山下的巖漿網(wǎng)是這樣的？》久之前，我們曾經(jīng)介紹過山的相關(guān)基礎知識，介紹火山的分類，火山的形成火山的分布。想必大家對山有了一定的了解了，如還沒有一定了解的話，出右轉(zhuǎn)看看之前的推文去！指路??湯加火山爆發(fā)后，應該了解的火山故事?。?）、湯加火山爆發(fā)后，你該了解的火山故事?。ǘ?）分布在世界的各地火山或多或少都成為了著名旅景點，比如日本富士山，國的長白山天池，以及美的太平洋珍珠 —— 夏威夷。今天我們就來聊聊這著名度假景點、旅游勝地同樣也是地球科學研究的點（真?熱點，與地幔柱關(guān)）。夏威夷風光（來源知乎 @huanqiuqby）夏威夷位于太平洋中部，由 132 個島嶼組成，這些島嶼由火山爆發(fā)形成，因此海洋中火山爆是可以造陸的。早在上個紀，板塊理論提出之后，們發(fā)現(xiàn)夏威夷島并不在板邊緣，那么為什么會存在么大范圍的火山分布呢？界祖師爺約翰?圖佐?威遜 (John Tuzo Wilson) 這時候提出了一個絕妙的想法，就是熱點理論，熱點理論為即使不在板塊邊界，板內(nèi)部的單個固定地幔柱也形成火山。到了 2003 年，研究人員發(fā)現(xiàn)其實熱點不是固定的，而是移動，也就是說夏威夷島現(xiàn)在分布形狀是由于熱點移動成的。對于夏威夷島的研從來沒有斷過，研究越來細也越來越深入。夏威夷置不久前，Science 上發(fā)布了一篇文章，文章題目是：The magmatic web beneath Hawai'i. 頂尖期刊文章的題目總是這樣簡潔有力，意思就夏威夷底下的巖漿網(wǎng)。由技術(shù)手段的限制，人們無直接的看到地下的結(jié)構(gòu)，總不可能把地球來個切片？這活，可能就“三體人干的動。以目前我們?nèi)祟?科學水平還是辦不到的，竟就算鉆井也最多 12km，地殼都沒鉆透，就更別想研究地幔朱厭。因此就發(fā)更多的間接研究技術(shù)，用最多的就是地球 CT 技術(shù) —— 地震！地震的科普相當多了，大家浮山以自搜羅。我們知道利用地震息可以研究地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)甚至是地核。因此，更多地震數(shù)據(jù)可以幫助我們獲更精細的地下結(jié)構(gòu)。這里還有更多的分析方向，比說獲得地下地震波速度結(jié)進行研究，以及利用地震位的數(shù)據(jù)進行研究。這兩都是研究地下結(jié)構(gòu)的地震利器，著重的方向不一樣速度結(jié)構(gòu)強調(diào)的是整體的構(gòu)分析，比如哪一塊低速對應什么構(gòu)造，哪一塊高體又對應什么構(gòu)造；而地定位更容易判斷某些邊界者構(gòu)造活動更強烈的地方比如說 Benioff zones（貝尼奧夫帶），就是俯沖板片的構(gòu)造。層地震帶 —— 貝尼奧夫帶（Tatsumi and Eggins, 1995）既然地震定位數(shù)據(jù)能夠判斷構(gòu)造沂山活躍的地帶那么火山底下的這些巖漿肯定就是其中之一了。上提到的這篇文章就是利用震定位的數(shù)據(jù)進行巖漿網(wǎng)識別判定，不過還需要加其他作料，這個作料就是度學習算法。深度學習等 AI 算法現(xiàn)在已經(jīng)廣泛應用在了各個行業(yè)和曾子域，人駕駛汽車等等，在地球學領域近幾年也呈現(xiàn)了井式的相關(guān)論文數(shù)量增長。體的 AI 算法如何助力地球科學領域，我們會在續(xù)其他推文中單獨聊聊。人駕駛汽車（來源：環(huán)球）現(xiàn)在來看夏威夷的巖漿，文章的中心結(jié)論就是通深度學習算法等得到的地定位數(shù)據(jù)，在地幔重構(gòu)成一個巨大的巖床，規(guī)模達 15km 長，并通過狹長的地震活動帶（25km）和火山相連接，另外還連通到淺部的一些巖床等這些結(jié)構(gòu)充分證實了地幔這個巨大巖床是地下巖漿輸?shù)臉屑~，進一步證實了漿網(wǎng)的連通性。地震定位果分布圖 A 平面圖，B 三維分布（Wilding et al., 2022）至于具體是怎么做的，我們大致描述下：首先所有的定位數(shù)據(jù)都是從 2018 年基拉韋厄火山口（Kīlauea）坍塌后開始的，總的數(shù)據(jù)量達到 20 萬個，為什么會有這么多，得益于地震宵明觀測段的進步（地震臺網(wǎng)和流臺站的廣泛布設）。自從拉韋厄火山口坍塌和爆發(fā)，地震活動變得更加強烈研究者利用這個數(shù)據(jù)庫，過深度學習的手段進行了理，并獲得了精細的地震錄（空間和時間上都更加細）。更加精細的地震目是進行結(jié)構(gòu)分析的基礎，樣的地震目錄在空間和時上會更加準確，也更能反地震活動的空間和時間演規(guī)律。研究者通過對數(shù)據(jù)空間分布和時空演化的研分析后，識別出 Pāhala 的結(jié)構(gòu)，也就是地幔中的巨大巖滅蒙結(jié)構(gòu)。在 2018 年后的 3.5 年內(nèi)，這個區(qū)域總共記錄了 192000 次地震，可謂數(shù)量驚人。在進行類分析后，研究者們發(fā)現(xiàn)主要是離散的層狀近水平構(gòu)，整體水平延展 17 公里，向西傾斜約 25°，各簇厚度可達 300m。在時間演化上，各簇在活躍時間也呈現(xiàn)了明顯的同，顯示了其巖漿活動的律。左圖 AB 為 Pāhala 的地震定位結(jié)果以及聚類結(jié)果，右圖 ABCD 為針對左圖四個五角星區(qū)域地震結(jié)果的時間演規(guī)律（Wilding et al., 2022）研究者們通過結(jié)合深度學的算法對地震數(shù)據(jù)進行了細的處理，并借此對夏威火山地下巖漿網(wǎng)進行了精的成像，獲得了明確的巖網(wǎng)結(jié)構(gòu)，這是一篇異常精的研究文章，也推進了人對于火山的活動性有了進步的認識?？磥砦覀?nèi)祟?使作為蟲子也是會積極思的蟲子?。槑б惶?，大快去看三體電視劇，哈哈ReferenceTatsumi Y., Eggins S. Subduction zone magmatism. Cambridge: Blackwell Science, Inc. 1995. 1-49Wilding, J. D., Zhu, W., Ross, Z. E., & Jackson, J. M. (2022). The magmatic web beneath Hawai ‘i. Science, eade5755.本文來自微信公眾號：石頭科普工作室 （ID：Dr__Stone），作者：行?