中国利用人工智能绘制地球下地幔新地图

昨天 13:45

中国科学家利用人工智能研究我们星球上最难以到达的区域之一，并绘制出地球下地幔的新地图。这项研究展示了先进的计算方法如何帮助研究人员分析大量的地震数据，并揭示隐藏在地表深处的结构。

地球的地幔深度约为2900公里，在此处与地球的液态外核相接。尽管这些深层区域无法直接探索，但科学家可以通过分析地震产生的地震波间接研究它们。

来自中国科学院的研究人员使用了覆盖35年的地震数据库，从1990年到2024年。他们的分析集中在被称为PKP前驱体的微弱信号上，这些信号可能会被靠近地幔与核边界的小型和异质结构散射。

在数百万个地震记录中手动识别这些微弱信号极具挑战性。为了克服这一挑战，研究人员训练了一个深度学习系统来分析数据并识别包含潜在有用信号的记录。

该人工智能系统检查了超过两百万个与约5000次地震相关的地震记录。研究人员随后手动审核算法的结果，纠正错误，并将经过验证的示例反馈给系统以提高其准确性。

该过程最终识别出174,929个高质量的微弱信号，据报道是之前研究检测到的总数的约十倍。这个扩展的数据集为科学家提供了对地球下地幔中存在的结构更广泛的视角。

这些发现可能会改变研究人员对这些深层区域的理解。早期的地图通常显示孤立的异常，而新的分析表明其中一些结构可能连接成广泛的带状结构，位于地球表面之下。

科学家们认为，这些深层结构中的一些可能是古老海洋地壳的残余，这些地壳通过构造过程被向下推移。另一种可能性是某些材料可能与忒伊亚（Theia）有关，这个假设的行星体被认为与早期地球发生过碰撞，并促成了月球的形成。

地球内部极端的压力和温度可以显著改变材料的物理和化学特性，使这些结构的解释变得特别复杂。

新地图还揭示了六个以前未记录的异常区域，包括位于欧亚大陆和中亚高纬度地区下方的区域，以及南大西洋下方的区域。

这项研究突显了人工智能在地球物理学中日益重要的作用。通过比传统方法更快地处理大量的地震信息，人工智能可以帮助科学家检测微妙的信号并调查仍然无法直接观察的地球部分。

这些发现最终可能有助于更好地理解地幔动力学、板块构造以及在数十亿年中塑造地球的深层地质过程。

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