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约翰霍普金斯大学新闻

Big data approach can help map what’s beneath the Earth’s surface

利用一项最初设计用来探索宇宙的新技术,科学家们揭示了地球深处的结构,为揭示地球内部面貌的新地图铺平了道路。

这些发现发表在今天的《科学》杂志上。

就像医生使用超声波探测人体内部一样,地球科学家目前也使用地震波探测地球内部。然而,他们的任务要困难得多:他们需要等待地震来记录数据,而当地震发生时,只能以零碎的方式提供信息;数据被限制在一个很小的区域,而且大多数时候不可能从噪音中分辨出较弱的回声。

这个不寻常的团队由太空和地球科学家组成,他们使用了一种叫做测序器的新算法来分析数千个地震记录,这些记录是在过去30年里收集到的地面地震震动记录。

就像那些绘制了第一张不完整的美洲地图的探险家一样,这些科学家现在正在绘制地球内部的地图。

研究小组成员之一、约翰·霍普金斯大学的天体物理学家布里斯·梅纳德说:“有了这种全球观察数据的新方法,我们能够更清楚地看到微弱的信号。”“我们终于能够识别地震回声,并利用它们绘制出一张地图。”

马里兰大学的地震学家和论文的合著者Doyen Kim解释说:“想象你在黑暗中。如果你拍手,然后听到回声,你就知道你面前是一堵墙或垂直结构。这就是蝙蝠对周围环境进行回声定位的方法。”

利用这一原理,研究小组使用测序算法分析了数千个地震波的回声,从而创建了一个新的地图,显示了地幔的细节,地幔就在液态铁核上方,深度为3000公里。

这张地图显示了太平洋下的大片区域,并揭示了夏威夷和法属波利尼西亚的马克萨斯群岛下方炎热稠密的地区。就像那些绘制了第一张不完整的美洲地图的探险家一样,这些科学家现在正在绘制地球内部的地图。

排序器算法是由Menard和研究生Dalya Baron开发的,能够自动在任何类型的数据集中发现有趣的趋势,现在已经使天体物理学和地质学的发现成为可能。该团队现在期待着其他领域的研究人员使用这项技术会有什么发现。

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新闻旨在传播有益信息,英文原版地址:https://hub.jhu.edu/2020/06/12/sequencer-mapping-earth-science/