文摘
地幔粘度扮演了一个重要的角色在地球内部动力学和热历史。然而,地球物理推断的粘度结构显示大变化取决于所使用的类型的可见或假设1,2,3。在这里,我们研究地幔粘度结构利用postseismic变形后深(约560公里)的地震上地幔的底部附近。我们应用独立分量分析4大地时间系列成功地检测和提取postseismic变形引起的8.2级,2018年斐济地震。搜索的粘度结构可以解释检测到信号,我们表现的粘弹性松弛模型5,6粘度的结构。我们发现我们的观察需要一个相对较薄(约100公里),低粘度(1017到1018Pa)层底部的地幔过渡带。这样一个弱区可以解释板压扁7和孤立8观察到在众多俯冲带,否则挑战全地幔对流机制来解释。低粘度层可能由于超塑性9诱导postspinel过渡,弱的卡西欧3钙钛矿10、高含水量11或脱水融化12。
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数据可用性
GNSS数据从内华达州获得大地实验室(geodesy.unr.edu)。我们还提供postseismic检测到信号,例如,位移和时间进化,作为图的源数据。1。源数据本文提供的。
代码的可用性
远期造型代码可以在放松https://geodynamics.org/cig/software/relax/。ICA的代码已经可用33Zenodo库,https://doi.org/10.5281/zenodo.4322548。
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确认
我们感谢m .格尼斯,但h . Kanamori和r·博格曼有用的讨论。这部分工作是支持由美国国家科学基金会NSF耳朵2142152。
作者信息
作者和联系
贡献
……构想的研究中,分析数据,进行了造型,解释结果和写的手稿。J.-P.A.监督ICA和造型,参加了解释。Z.Z.参加了解释。A.G. ICA和指导的代码提供了时间序列分析。所有作者讨论的结果和评论手稿。
相应的作者
道德声明
相互竞争的利益
作者宣称没有利益冲突。
同行评审
同行审查的信息
自然谢谢尤里Fialko和其他,匿名的,审稿人(s)为他们的贡献的同行评审工作。同行审查报告是可用的。
额外的信息
出版商的注意施普林格自然保持中立在发表关于司法主权地图和所属机构。
扩展数据数据和表
扩展数据图1观察(黑色箭头,大圆圈)和预测(绿色箭头,小圆圈)同震变形。
和图一样。4,除了同震位移是策划。误差椭圆(灰色圆圈;95%置信区间)获得轨迹模型。
扩展数据图2预测postseismic变形与两个不同的麦克斯韦弱MTZ BH。
一个,同样作为图的右侧面板。2 f。b一样,一个,但弱MTZ黑洞(麦克斯韦时间1.25年)。
扩展数据图3 Postseismic变形预测的不同模型(MTZ BH 0.63年期麦克斯韦时间和MTZ B65麦克斯韦为0.05年时间)对数据进行比较。
一个- - - - - -b一样的图。4 a、b但增加粘度MTZ BH麦克斯韦0.63年的时间。c- - - - - -d一样,一个- - - - - -b,除了降低粘度MTZ B65麦克斯韦0.05年的时间。
扩展数据图4 Postseismic变形预测的首选模型在弱软流层的存在。
一个- - - - - -b一样的图。4 a、b但弱软流层0.63年期麦克斯韦的时间。c- - - - - -d一样,一个- - - - - -b,但弱软流层2.5年期麦克斯韦的时间。在每种情况下,位移接近线性求和的位移导致建模的弱软流层和弱碱MTZ分开。水平位移是在类似的方向,并添加建设性地,导致10大20%接近地震位移的网站。另一方面,由于隆起西部的中心和西部的沟产生的弱软流层,相反从那些由MTZ弱碱(无花果。2),垂直位移倾向于增加狼狈地站在斐济和汤加群岛(LAUT和通等)。这减少(恶化)总体适合观察了14个和6%。这些结果表明,为了解释观察到的沉降在震中和海沟的弱软流层,基础的薄弱区MTZ更强烈的要求。
扩展数据图5原材料预处理GNSS LAUT站的数据。
一个- - - - - -c原始GNSS数据,东、北与不确定性和垂直组件(蓝色误差;一个标准偏差)。红色和绿色虚线表示步骤与工具相关的计时问题和同震位移,分别。固体橙色线表示拟合轨迹模型。d- - - - - -f一样,一个- - - - - -c,除了timeseries预处理,即。,linear trend and offsets derived from the trajectory model removed from raw data (一个- - - - - -c)。
扩展数据图6 postseismic组件以外的独立的组件,及其空间分布。
一个、时间演化(上)和空间分布最重要的季节性变形组件,以同样的方式显示在无花果。1,误差椭圆(一个标准差)估计一样postseismic位移。b- - - - - -d一样,一个,但对于第二、第三和第四最重要的季节性组件,分别。
扩展数据图7在每个预处理GNSS timeseries Postseismic变形。
一个、预处理东(上)、北(中间)和GNSS(底部)组件的数据站LAUT(扩展数据图一样。5 d-f)绘制在黑色,而在每个timeseries postseismic变形的贡献用红色。误差一个标准差。地震发生的时候与一个坚实的绿线所示。注意了组件的规模大于水平分量。b- - - - - -d一样,一个,但对于电台NIUM,萨摩,分别和通。站萨摩和通有缺口数据接近结束的时间分析。
扩展数据图8剪切模量之比(μ)和粘度(η)引用值(μ裁判,η裁判)深度的函数。
比例(蓝线)的引用(固体橙色线)计算的基础上,初步参考地球模型34。
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公园,年代。,Avouac, JP., Zhan, Z.et al。弱的上地幔基透露postseismic变形的深地震。自然(2023)。https://doi.org/10.1038/s41586 - 022 - 05689 - 8
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