摘要gydF4y2Ba
虽然俯冲是水向地球深处输送的唯一机制，但人们对俯冲带的水循环仍然知之甚少。以前对水通量的估计gydF4y2Ba1gydF4y2Ba，gydF4y2Ba2gydF4y2Ba，gydF4y2Ba3.gydF4y2Ba在潜没深度超过100公里的水域中显示出巨大的水量变化。在这些计算中，不确定性的主要来源是俯冲上地幔的初始含水量。以往的主动震源地震研究表明，俯冲板可能在海沟附近的弯板区普遍水化gydF4y2Ba4gydF4y2Ba，gydF4y2Ba5gydF4y2Ba，gydF4y2Ba6gydF4y2Ba，gydF4y2Ba7gydF4y2Ba．然而，这些研究并没有限制水化作用的深度，而且大多数研究的是年轻的来袭板块，这使得老俯冲板块的俯冲带水收支不确定。本文介绍了马里亚纳海沟中心附近地壳和上地幔的地震图像，这些图像是通过对宽带海底地震数据的瑞利波分析得来的。这些图像显示，地幔水化作用导致的低地幔速度在莫霍面下方延伸约24公里。结合对俯冲地壳水的估计，这些结果表明，该地区的水俯冲量至少是以前计算的4.3倍gydF4y2Ba3.gydF4y2Ba．如果其他古老的、寒冷的俯冲板块包含相应厚的含水地幔层，就像穿过古老的、寒冷的俯冲板块的进入板块断层的相似性所表明的那样，那么全球在深度大于100公里处进入地幔的水通量的估计必须比以前的估计增加大约三倍gydF4y2Ba3.gydF4y2Ba．因为水长期净流入地球内部深处是不符合地质记录的gydF4y2Ba8gydF4y2Ba在美国，对火山弧和弧后盆地排出的水的估计可能也需要向上修正gydF4y2Ba9gydF4y2Ba．gydF4y2Ba
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确认gydF4y2Ba
我们感谢P. J. Shore, H. Jian以及探险队的船长、船员和科学团队gydF4y2Bar .雷夫尔gydF4y2Ba而且gydF4y2Ba梅尔维尔gydF4y2Ba用于数据收集;S. Wei和M. Pratt协助数据处理;R. Parai和M. J. Krawczynski讨论;王x的支持。IRIS PASSCAL和OBSIP分别提供了陆基地震仪器和海底地震仪。这项工作得到了美国国家科学基金会(NSF) OCE-0841074 (D.A.W.)资助下的地质risms计划的支持。gydF4y2Ba
审核人信息gydF4y2Ba
自然gydF4y2Ba感谢C. Rodríguez Ranero & D. Shillington对这项工作的同行评审的贡献。gydF4y2Ba
作者信息gydF4y2Ba
作者及隶属关系gydF4y2Ba
贡献gydF4y2Ba
C.C.和m.e.在d.a.w.的建议下，分析了地震数据。W.S.开发并修改了蒙特卡罗反演代码。C.C.和D.A.W.牵头撰写了手稿，所有作者讨论了结果并编辑了手稿。gydF4y2Ba
相应的作者gydF4y2Ba
道德声明gydF4y2Ba
相互竞争的利益gydF4y2Ba
作者声明没有利益竞争。gydF4y2Ba
额外的信息gydF4y2Ba
出版商的注意:gydF4y2Ba施普林格自然对出版的地图和机构从属关系中的管辖权主张保持中立。gydF4y2Ba
扩展的数据图形和表格gydF4y2Ba
图1低速区鲁棒性试验。gydF4y2Ba
一个gydF4y2Ba，根据我们的先验知识假设的俯冲带的几何形状。gydF4y2BabgydF4y2Ba，gydF4y2BacgydF4y2Ba， 80 km节点模拟结果(gydF4y2BabgydF4y2Ba)及110公里(gydF4y2BacgydF4y2Ba)从海沟向陆地方向。黑色虚线是输入的一维模型;蓝色虚线和实线分别是合成色散曲线蒙特卡罗反演的最佳拟合模型和平均模型;红色虚线和实线是真实数据蒙特卡罗反演的最佳拟合和平均模型。gydF4y2Ba
图2均匀分布的蛇形地层(厚度450 m，间距2 km)的方位各向异性。gydF4y2Ba
一个gydF4y2Ba，垂直分层结果。gydF4y2BabgydF4y2Ba，结果为45°倾斜分层。括号中的数字是准p，准sv或准sh的平均速度。入射角是相对于岩层走向定义的:0°平行于岩层走向，90°垂直于岩层走向。gydF4y2Ba
扩展数据图3方位平均群速度和相速度图。gydF4y2Ba
一个gydF4y2Ba，gydF4y2BabgydF4y2Ba，以10秒为周期的群速度(色标)(gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba)及21个(gydF4y2BabgydF4y2Ba)由ANT反转。gydF4y2BacgydF4y2Ba，gydF4y2BadgydF4y2Ba，以10秒为周期的相速度(色标)(gydF4y2BacgydF4y2Ba)及21个(gydF4y2BadgydF4y2Ba)。gydF4y2BaegydF4y2Ba，gydF4y2BafgydF4y2Ba，相速度(色标)，25秒为周期(gydF4y2BaegydF4y2Ba)及40秒(gydF4y2BafgydF4y2Ba)由HT反转。3公里、4公里和5公里测深等值线为细灰线。海沟轴和蛇形海山如图所示。gydF4y2Ba1gydF4y2Ba．gydF4y2Ba
扩展数据图4本研究中使用的地震。gydF4y2Ba
蓝点代表ISC地震位置。红星表示马里亚纳海沟的位置。gydF4y2Ba
图5蒙特卡罗反演和相速度灵敏度核的实例。gydF4y2Ba
一个gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2BadgydF4y2Ba，四个位置的联合瑞利相位和群色散数据(误差条，一个标准差)以及贝叶斯蒙特卡罗平均模型计算的相位(红色实线)和群(蓝色实线)色散曲线:gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba，内前弧;gydF4y2BabgydF4y2Ba，外前弧;gydF4y2BacgydF4y2Ba，壕高;gydF4y2BadgydF4y2Ba太平洋板块。gydF4y2BaegydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2BahgydF4y2Ba，基于贝叶斯蒙特卡罗反演得到的剪切速度模型。gydF4y2Ba我gydF4y2Ba，中平均速度模型计算得到样例周期的相速度敏感核gydF4y2BaggydF4y2Ba．gydF4y2Ba
图6远震层析成像采用HT法和双平面波法测定瑞利波各向同性相速度的比较gydF4y2Ba
一个gydF4y2Ba， 27岁。gydF4y2BabgydF4y2Ba， 36秒。gydF4y2Ba
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蔡，C.， Wiens, D.A.， Shen, W.。gydF4y2Baet al。gydF4y2Ba根据海底地震数据估计马里亚纳俯冲带的水输入。gydF4y2Ba自然gydF4y2Ba563gydF4y2Ba， 389-392(2018)。https://doi.org/10.1038/s41586-018-0655-4gydF4y2Ba
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DOIgydF4y2Ba：gydF4y2Bahttps://doi.org/10.1038/s41586-018-0655-4gydF4y2Ba
关键字gydF4y2Ba
- 传入的板gydF4y2Ba
- 板块俯冲gydF4y2Ba
- 弯曲的缺点gydF4y2Ba
- 利蛇纹石gydF4y2Ba
- 海底地震仪gydF4y2Ba
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