原标题:《什么？火山下的岩浆网是这样的？》
很久以前，我们介绍过火山的基本知识，包括火山的分类、形成和分布。想必大家对火山都有一定的了解。如果还没有，出门右转看看之前的推文！汤加火山喷发后，你应该知道火山故事！(2)分布在世界各地的火山或多或少都成为著名的旅游景点，如日本的富士山、中国的长白山天池、美国的太平洋明珠夏威夷。今天我们就来说说这个著名的度假胜地和旅游胜地，也是地球科学研究的一个热点(真正的热点，与地幔柱有关)。
夏威夷风光
夏威夷位于太平洋中部，由132个岛屿组成。这些岛屿是火山爆发形成的，所以海洋中的火山爆发可以造出陆地。早在上个世纪，板块理论提出后，就发现夏威夷岛并不在板块边缘，那么为什么会存在如此大范围的火山呢？这个行业的鼻祖约翰·图佐·威尔逊(John Tuzzo Wilson)此时提出了一个绝妙的想法，那就是热点理论，认为即使不在板块边界，板块内部单一固定的地幔柱也会形成火山。到2003年，研究人员发现热点不是固定的，而是移动的，这意味着夏威夷岛目前的分布形状是由热点移动引起的。对夏威夷岛的研究从未停止，而且研究越来越细致和深入。
夏威夷位置
不久前，在《科学》杂志上发表了一篇文章，标题是:夏威夷' I ' I之下的岩浆网，顶级期刊文章的标题总是如此简洁有力，这意味着夏威夷之下的岩浆网。由于技术手段的限制，人们无法直接看到地下结构。你不能切开地球，对吗？这项工作可能由“三个人”来完成。目前我们人类的科学水平还做不到。毕竟就算钻探最多12km，地壳都没钻透，更别说研究地幔了。因此发展出更多的间接研究技术，使用最多的就是地球ct技术——地震！关于地震的科普还挺多的，可以自己收藏。我们知道地震信息可以用来研究地球内部结构，甚至地核。因此，更多的地震数据可以帮助我们获得更精细的地下结构。还有更多的分析方向，比如获取地下地震波的速度结构进行研究，利用地震位置的数据进行研究。两者都是研究地下构造的地震学利器，侧重点不同。速度结构强调整体结构分析，比如哪个低速体对应什么结构，哪个高速体对应什么结构；而地震定位更容易判断一些构造活动更强烈的边界或地方，比如贝尼奥夫带，就是俯冲板块的结构。
双地震带-贝尼奥夫带
既然地震定位数据可以判断更活跃的构造带，那么火山下的这些岩浆网一定是其中之一。上面提到的那篇文章是利用地震位置的数据来识别判断岩浆网，但是需要加上一些其他的成分。这个成分就是深度学习算法。深度学习等AI算法已经广泛应用于各个行业和领域，比如无人驾驶汽车等。，而且近年来地球科学领域的相关论文数量也在增加。具体的AI算法如何帮助地球科学领域，我们会在后续的其他推文中单独讲。
无人驾驶汽车
现在再来看夏威夷的岩浆网，文章的中心结论是深度学习算法得到的地震定位数据被重构为地幔中的一个巨大的基岩，规模为15km，通过狭窄的地震活动带与火山相连，也会与一些浅层基岩相连。这些构造充分证实了这块巨大的地幔基岩是地下岩浆运输的枢纽，也进一步证实了岩浆网络的连通性。
地震定位结果A平面分布图，B立体分布图
至于怎么做，我们大致描述如下:首先，所有的定位数据都是在2018年基拉韦厄火山口坍塌后开始的，数据总量为20万。为什么这么多？得益于地震观测手段的进步(地震台网和移动台的广泛布设)。自从基拉韦厄火山崩溃和爆发以来，地震活动变得更加强烈。利用这个数据库，研究人员通过深度学习的方式对其进行处理，获得了详细的地震目录(在空间和时间上更加详细)。更详细的地震目录是结构分析的基础。这样的地震目录在空间和时间上会更加准确，也更能反演地震活动的时空演化规律。
研究人员在研究和分析了数据的空间分布和时空演化后，确定了Pāhala的结构，即地幔中巨大的基岩结构。2018年之后的3.5年里，该地区共记录到19.2万次地震，这是一个惊人的数字。经过聚类分析，研究人员发现它主要是一个离散的层状近水平构造，整体水平延伸17公里，向西倾斜约25°，每个聚类的厚度可达300m·m，在时间演化上，每个聚类的活动时间也明显不同，显示了其岩浆活动的规律。
左边AB表示Pāhala的地震定位结果和聚类结果，右边ABCD表示左边四个五角星区地震结果的时间演化规律。
研究人员结合深度学习算法对地震数据进行了精心处理，并以此对夏威夷火山的地下岩浆网络进行了精细成像，获得了清晰的岩浆网络结构。这是一篇极其精彩的研究文章，也促进了人类对火山活动的进一步认识。看来就算是作为虫子，我们人类也是会主动思考的虫子啊！
参考
辰巳y，埃金斯s .俯冲带岩浆作用。剑桥:布莱克威尔科学公司，1995年。1-49
Wilding，J. D .，Zhu，w .，Ross，Z. E .，amp杰克逊博士。夏威夷下面的岩浆网。
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