地球内核顶部结构的“半球"变化分界面性质
批准号:
42074059
项目类别:
面上项目
资助金额:
59.0 万元
负责人:
孙新蕾
依托单位:
学科分类:
地球内部物理和地球动力学(含地热学)
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
孙新蕾
中文摘要
地球内核的形成促进了地磁场的产生以及核幔物质和能量的交换。内核顶部的结构因保留了内核形成过程的痕迹,一直是近年来地球深部动力学和核幔演化过程研究的重要内容和前沿热点。地震学研究表明,内核顶部具一阶的“半球”特征,即内核的东西半球结构不同,但这种半球结构的形成机制因研究不够全面尚存在争议。为此,本项目以内核半球结构的分界界面为主要研究对象,拟通过波形拟合、层析成像等方法具体研究分界界面的位置、尖锐度和深度分布特征,以及分界界面周围的内核顶部各向异性和不均匀性分布特征,以期对半球结构的形成机制有进一步的认识。项目研究成果将可以验证现有内核形成机制的有效性,探讨约束内核形成过程可能需要的其它因素,并为研究地核的物质组成和核幔作用提供重要信息。
英文摘要
Duringthe formation of the Earth’s inner core, latent heat and light elements are released, which drive the convection of the outer core and generate the Earth’s magnetic field. The structure in the top inner core is linked closely to this formation process, and thus provide essential information for our understanding of dynamic evolution of the inner core and outer core convection. Seismological studies have shown that one of the most prominent characteristics in the top inner core is its hemispherical structure, which shows different structures in the eastern and western hemisphere. However, the mechanisms for generating this structure still remain unclear, and they are incapable of explaining the anisotropy in the top inner core as well. Here in this proposal, we focus on the boundary characteristics between the two hemispheres of the inner core, as well as the anisotropy and heterogeneity structures in its surrounding areas. Using waveform modeling and tomography inversion, the location, sharpness, and the depth extent of the boundary will be investigated. Meanwhile, local structures in the surrounding area will also be imaged. Our results will provide new constraints on the dynamic process of the core, help understanding the chemical composition and the core mantle interaction.
内核顶部的半球结构对内核的生长和形成机制具有重要约束。然而,内核半球结构的分界特征,包括其位置、变化趋势等并未刻画完全,内核的形成机制还存在争议。因此,我们的项目聚焦内核顶部边界特征以及内核顶部区域的速度结构进行研究,以期得到更完整和更精确的内核顶部特征,为内核的形成机制和过程提供可靠信息。.为了获得采样地球深部的关键地震信号,并在海量数据中快速挑选需要的高质量信号,我们首先发展了基于生成对抗模式的机器降噪学习方法,并开发了基于动态时间规整的聚类方法,为信号的收集和挑选提供了极大的帮助。在内核顶部结构刻画方面,我们分析地球内核西边界(非洲地区)的结构特征,发现非洲地区内核顶部80公里存在一个明显的过渡边界;同时西半球和东半球的速度模型相对于PREM模型快约2.97%和0.7%。此外,我们在加大拿北部下方发现内核顶部存在约40公里厚的低速层,并且低速层的速度变化自西向东逐渐变大, 表明存在横向变化特征。我们的结果内核顶部不同纬度的速度变化存在不同特征,表明内核顶部结构可能与地幔不均匀热流的耦合有关。.项目执行期间,共发表4篇Sci论文,2篇在投。
核幔边界超低速区(ULVZ)的分布和横向变化
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批准号:41774053
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项目类别:面上项目
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资助金额:69.0万元
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批准年份:2017
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负责人:孙新蕾
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依托单位:
国内基金
海外基金