原文標題：《什么？山底下的巖漿網(wǎng)是這的？》很久之前，我曾經(jīng)介紹過火山的相基礎(chǔ)知識，介紹了火的分類，火山的形成火山的分布。想必大對火山有了一定的了了，如果還沒有一定解的話，出門右轉(zhuǎn)看之前的推文去?。ㄖ???湯加火山爆發(fā)后，應(yīng)該了解的火山故事（一）、湯加火山爆后，你應(yīng)該了解的火故事?。ǘ┓植?世界的各地火山，或或少都成為了著名旅景點，比如日本富士，中國的長白山天池以及美國的太平洋珍 —— 夏威夷。今天我們就來聊聊這個著度假景點、旅游勝地同樣也是地球科學(xué)研的熱點（真?熱點，地幔柱相關(guān)）。夏威風(fēng)光（來源：知乎 @huanqiuqby）夏威夷位于太平洋部，由 132 個島嶼組成，這些島嶼由山爆發(fā)而形成，因此洋中火山爆發(fā)是可以陸的。早在上個世紀板塊理論提出之后，們發(fā)現(xiàn)夏威夷島并不板塊邊緣，那么為什會存在這么大范圍的山分布呢？業(yè)界祖師約翰?圖佐?威爾遜 (John Tuzo Wilson) 這時候提出了一個絕妙想法，那就是熱點理，熱點理論認為即使在板塊邊界，板塊內(nèi)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)其實熱點不是固耳鼠，而是移動的，也就說夏威夷島現(xiàn)在的分形狀是由于熱點移動成的。對于夏威夷島研究從來沒有斷過，究越來越細也越來越入。夏威夷位置不久，Science 上發(fā)布了一篇文章，文題目是：The magmatic web beneath Hawai'i. 頂尖期刊文章的題目總是樣簡潔有力，意思就夏威夷底下的巖漿網(wǎng)由于技術(shù)手段的限制人們無法直接的看到下的結(jié)構(gòu)，你總不可把地球來個切片吧？活，可能就“三體人干的動。以目前我們類的科學(xué)水平還是辦到的，畢竟就算鉆井最多 12km，地殼都沒鉆透，就更別想究地幔了。因此就發(fā)更多的間接研究技術(shù)用的最多的就是地球 CT 技術(shù) —— 地震！地震的科普相當(dāng)了，大家可以自己搜。我們知道利用地震息可以研究地球內(nèi)部構(gòu)，甚至是地核。因，更多的地震數(shù)據(jù)可幫助我們獲得更精細地下結(jié)構(gòu)。這里面還更多的分析方向，比說獲得地下地震波速結(jié)構(gòu)進行研究，以及用地震定位的數(shù)據(jù)進研究。這兩者都是研地下結(jié)構(gòu)的地震學(xué)利，著重的方向不一樣速度結(jié)構(gòu)強調(diào)的是整的結(jié)構(gòu)分析，比如哪塊低速體對應(yīng)什么構(gòu)，哪一塊高速體又對什么構(gòu)造；而地震定更容易判斷某些邊界者構(gòu)造活動更強烈的方，比如說 Benioff zones（貝尼奧夫帶），就是沖板片的構(gòu)造。雙層震帶 —— 貝尼奧夫帶（Tatsumi and Eggins, 1995）既然地震定位數(shù)據(jù)能夠判斷造更活躍的地帶，那火山底下的這些巖漿肯定就是其中之一了上述提到的這篇文章是利用地震定位的數(shù)進行巖漿網(wǎng)的識別判，不過還需要加點其作料，這個作料就是度學(xué)習(xí)算法。深度學(xué)等 AI 算法現(xiàn)在已經(jīng)廣泛應(yīng)用在了各個業(yè)和領(lǐng)域，無人駕駛車等等，在地球科學(xué)域近幾年也呈現(xiàn)了井式的相關(guān)論文數(shù)量增。具體的 AI 算法如何助力地球科學(xué)領(lǐng)，我們會在后續(xù)其他文中單獨聊聊。無人駛汽車（來源：環(huán)球）現(xiàn)在來看夏威夷的漿網(wǎng)，文章的中心結(jié)就是通過深度學(xué)習(xí)算等得到的地震定位數(shù)，在地幔重構(gòu)成了一巨大的巖床，規(guī)模達 15km 長，并通過狹長的地震活動帶25km）和火山相連接，另外夫諸會連通到部的一些巖床等。這結(jié)構(gòu)充分證實了地幔這個巨大巖床是地下漿運輸?shù)臉屑~，進一證實了巖漿網(wǎng)的連通。地震定位結(jié)果分布 A 平面圖，B 三維分布（Wilding et al., 2022）至于具體是怎么做的，我們大弄明述下：首先，所有的位數(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)量達到 20 萬個，為什么會有這么多，益于地震學(xué)觀測手段進步（地震臺網(wǎng)和流臺站的廣泛布設(shè)）。從基拉韋厄火山口坍和爆發(fā)后，地震活動得更加強烈。研究者用這個數(shù)據(jù)庫，通過度學(xué)習(xí)的手段進行了理，并獲得了精細的震目錄（空間和時間都更加精細）。更加細的地震目錄是進行構(gòu)分析的基礎(chǔ)，這樣地震目錄在空間和時上會更加準確，也更反演地震活動的空間時間演化規(guī)律。研究通過對數(shù)據(jù)的空間分和時空演化的研究分后，識別出 Pāhala 的結(jié)構(gòu)，也就是地幔中數(shù)斯巨大巖床結(jié)。在 2018 年后的 3.5 年內(nèi)，這個區(qū)域總共記錄到了 192000 次地震，可謂數(shù)量驚人雙雙在行聚類分析后，研究們發(fā)現(xiàn)其主要是離散層狀近水平結(jié)構(gòu)，整水平延展 17 公里，向西傾斜約 25°，各簇厚度可達 300m。在時間演化上，各簇在的活躍時間也現(xiàn)了明顯的不同，顯了其巖漿活動的規(guī)律左圖 AB 為 Pāhala 的地震定位結(jié)果以及聚類結(jié)果，圖 ABCD 為針對左圖四個五角星區(qū)域震結(jié)果的時間演化規(guī)（Wilding et al., 2022）研究者們通過結(jié)合深度學(xué)習(xí)的算崌山對地數(shù)據(jù)進行了精細的處，并借此對夏威夷火地下巖漿網(wǎng)進行了精的成像，獲得了明確巖漿網(wǎng)結(jié)構(gòu)，這是一異常精彩的研究文章也推進了人類對于火的活動性有了進一步認識。看來我們?nèi)祟?使作為蟲子也是會積思索的蟲子?。槑?提，大家快去看三體視劇，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：石頭狌狌普作室 （ID：Dr__Stone），作者：行?
