科研成果 / 2025年02月15日

深度70-300公里的中深源地震为俯冲板片的应力状态、物质组成及俯冲演化机制提供了重要约束. 该深度下, 高温高压环境使岩石韧性主导变形, 发震机制尚不清晰. 中深源地震多发生在俯冲板块内部, 上方常伴随火山活动, 通常认为板内含水矿物脱水及其物理化学过程诱发地震破裂. 近日, 中国科学技术大学和南方科技大学的地震学者们发现秘鲁平板内地震发生及破裂呈显著的窄带分布特征, 与邻区常规俯冲板片内地震分布存在明显差异, 指示可能受不同发震机制控制(Zeng et al., 2025).在秘鲁北部, 纳斯卡板块以近水平角度俯冲至南美板块下方, 形成平板俯冲. 在平板末端转折处, 1997-2021年发生了4次7级以上中深源大地震, 包括2019年8.0级秘鲁大地震(Ye et al., 2020; Liu Yao, 2020). 本研究基于全球宽频带地震记录, 发现这4次中深源大地震的破裂过程高度相似, 表现为简单平滑、高速脆性的单向扩展破裂, 局限在板片内较窄深度区间(100-140 km), 且余震数量极少.图 1 秘鲁平板俯冲区中深源地震活动性, 4次7级大地震破裂特征 (1997年7 ...

科研成果 / 2024年08月22日

近日，中国科学技术大学地球和空间科学学院王文忠特任教授与多位学者合作，通过第一性原理计算与机器学习相结合的方法，发现位于地球核幔边界高速区域的超低速区是由超离子态铁氢化物形成，相关成果以“Superionic iron hydride shapes ultralow-velocity zones at Earth’s core–mantle boundary”为题通过直投方式发表在美国国家科学院院刊《Proceedings of the National Academy of Sciences》。地球核幔边界(CMB)是地球内部成分差异最大的边界层，是地核与地幔物质和能量交换的重要场所。近二十年的地震学研究发现，在CMB上方存在不同尺度的低速异常体，如位于非洲和太平洋板块下方的大型低剪切波速省(LLSVP)，以及位于LLSVP内部和周围的超低速区(ULVZ)。理解这些低速异常体的特征和成因对理解核幔边界的动力学演化过程具有重要意义。ULVZ通常有数百公里宽，数十公里厚，相比于周围地幔其具有明显的低波速和高密度特征，因此能够长期稳定在CMB。传统观点认为ULVZ的成因主要分为两种：温度异 ...

科研成果 / 2023年09月20日

近期，中国科学技术大学地球和空间科学学院吴忠庆教授课题组在下地幔热导率和核幔边界热流分布的研究上取得重要进展，他们利用第一性原理计算与机器学习结合的方法，确定了下地幔最主要的矿物布里奇曼石及其高压相后钙钛矿的热导率，并结合课题组此前获得的下地幔矿物成分与温度分布（Deng et al., 2023 PNAS），明确了核幔边界热流分布及热通量大小。相关成果以“Thermal conductivity of Fe-bearing bridgmanite and post-perovskite: Implications for the heat flux from the core”为题发表在国际知名地学期刊《Earth and Planetary Science Letters》上。核幔边界热流是理解地球的结构和演化的基本参数。它在地磁极倒转、地磁场强度变化、内核的结构与生长速度、外核热分层、以及核幔边界的最显著的异常结构体（大剪切波低速省）稳定性等方面都起关键作用。核幔边界热量由下地幔底部的热导率乘以温度梯度获得。高温高压下矿物热导率的测量仍是高压领域最困难和复杂的课题之一。第一性原理 ...

科研成果 / 2023年05月01日

深地震是地球科学中的一个未解之谜。过去三十年里，地震学家发现深地震的破裂过程与浅地震有诸多不同，认为这些不同是由深地震独特的产生机制导致。中国科学技术大学李泽峰课题组利用机器学习对全球3000余个中大震级地震进行了系统分析，证明了深地震破裂过程和震源参数的差异由地球刚度随深度变化导致，与地震的具体产生机制无关，纠正了该领域长达三十年的错误解释。2023年5月1日，该研究成果以“深浅地震的相似地震矩释放过程（Similarseismic moment release process for shallow and deep earthquakes）”为题发表在国际学术期刊《Nature Geoscience》。深地震是指震源深度超过60公里的地震。由于地球深处高温高压，岩石表现出塑性形变，深地震的产生机制与浅地震的脆性破裂有所不同。关于深地震成因有许多猜想，如脱水脆化、热失稳和亚稳态橄榄石相变等，但至今仍没有定论。了解深地震的成因和破裂过程有助于我们更好地理解地震的物理机制、俯冲带的性质以及地球内部的动力过程。长久以来，地震学家通过分析震源时间函数，发现浅地(0-60 km)、中源地震( ...

科研成果 / 2022年01月27日

最近，中国科大地空学院陈伊翔教授研究组在利用电气石硼同位素示踪俯冲带流体来源和性质方面取得新进展。他们在全球典型的大陆俯冲带中发现了地幔楔蛇纹岩来源流体反向交代深俯冲陆壳的地球化学证据，制约了从大洋俯冲到大陆碰撞过程中的壳源流体交代地幔和幔源流体交代地壳这两类壳幔相互作用。相关成果发表在2022年1月出版的国际地球化学权威期刊《Geochimica et Cosmochimica… ...

科研成果 / 2021年11月08日

中国科大在雷暴云顶向上放电及圈层耦合方面取得重要进展 ...

科研成果 / 2021年05月04日

近日，中国科学技术大学地球和空间科学学院、火灾科学国家重点实验室双聘教授李锐及其合作者利用现代卫星遥感、数值模型及交通大数据等研究手段，量化揭示了2020年新冠疫情期间人类活动和气象条件变化对大气污染物二氧化氮（NO2）浓度分别的影响，成果发表于国际著名学术期刊National Science Review（影响因子16.96）上。 NO2是大气中最主要的污染物之一，不仅对人体… ...

科研成果 / 2021年04月22日

距今约2.5亿年的二叠纪末期，地球上曾发生过一次最大规模的生命灭绝事件，造成海洋中超过90%以及陆地上超过70%的生物消失。中国科学技术大学沈延安课题组以高精度镍(Ni)同位素分析为主要手段对加拿大北极地区的晚二叠-早三叠地层进行了系统研究，提出西伯利亚大火成岩省喷发产生的含镍气溶胶是二叠纪末生命大灭绝的重要因素这一新观点。相关研究成果近日以“Nickel isotopes li… ...

科研成果 / 2021年04月22日

近期，中国科学技术大学地球和空间科学学院吴忠庆教授课题组王文忠博士（2019年毕业，目前为University College London博士后）联合密西根州立大学刘嘉超博士和亚利桑那州立大学李明明教授，发现下地幔最大的低速异常体——位于非洲和太平洋板块底下的大型低剪切波速省（LLSVPs），可能起源于地球早期岩浆海演化，相关成果以“Formation of large low… ...

科研成果 / 2021年04月01日

近期，中国科学技术大学地球和空间科学学院吴忠庆教授课题组王文忠博士（2019年毕业，目前为University College London博士后）联合密西根州立大学刘嘉超博士和亚利桑那州立大学李明明教授，发现下地幔最大的低速异常体——位于非洲和太平洋板块底下的大型低剪切波速省（LLSVPs），可能起源于地球早期岩浆海演化，相关成果以“Formation of large low shear… ...