地震波揭示，翁通爪哇高原下方的大洋板块在一亿多年前
冈山理科大学讲师志都梓领导的研究团队，与东京科学大学副教授石川晓以及广岛大学教授吉川雅子合作，利用地震波研究了翁通爪哇高原下方的深部结构。他们的研究结果表明，大量岩浆冲破现有板块，形成了垂直侵入体网络，并改变了周围岩石的化学性质。
该研究成果发表在《地球物理研究快报》上。
翁通爪哇高原下方的隐秘结构
翁通爪哇高原（OJP）下方的大洋板块似乎并不具备典型大洋板块所应有的相对简单的结构。相反，研究人员发现了复合内部结构的证据，该结构由被成群垂直岩浆通道穿插的水平层组成。
这些垂直构造被称为岩墙。当熔融岩石强行穿过裂缝并在其中冷却时，就形成了岩墙。这些侵入体的大型集合体被称为岩墙群，即使岩浆凝固很久之后，它们仍能记录下剧烈火山活动的痕迹。
研究团队还在板块内部检测到了异常低的地震波速度。这表明从地球深处上升的岩浆不仅仅是穿过了板块，很可能还改变了板块的化学成分。
地球上最大的大洋高原
翁通爪哇高原位于西太平洋海底，是世界上最大的大洋高原。大洋高原是由大量熔岩喷发形成的巨大海底隆起区域。
翁通爪哇高原形成于约1.1亿至1.2亿年前，处于一段异常剧烈的海底火山活动时期。该事件被认为是地球历史上已知规模最大的火山喷溢活动。
科学家提出，这次喷发释放的热量、气体和火山物质足以严重破坏全球环境。它还可能通过改变海洋化学性质、气候以及海水中可用的氧气含量，导致了大规模灭绝。
近期研究表明，该火山事件可能由源自地幔深处的热化学柱驱动。地幔柱是向上穿过地球内部的异常高温物质柱。热化学柱在化学成分上也与其周围的地幔不同，可能携带了源自古老大洋地壳的再循环物质。
尽管此类地幔柱能产生大量岩浆，但科学家尚未完全了解这些岩浆如何影响位于其上方的现有大洋板块。
地震波揭示板块内部结构
为了研究翁通爪哇高原下方的板块，研究人员分析了称为Po波和So波的高频地震信号。这些波由布置在高原周围的海底地震仪以及安装在附近海岛上的仪器记录。
Po波和So波穿过大洋板块传播，而不仅仅在周围地幔中移动。由于其速度和强度取决于所穿过的岩石，因此它们可以揭示海底深处的隐秘地层、断裂和其他构造。
在典型条件下，Po波和So波形成于P波和S波在大洋板块内部的层状结构中发生反复散射时。这种反复散射使得信号能够传播数千公里。
在翁通爪哇高原附近记录到的地震波表现异常。Po波高效地穿过该区域，而So波则显著减弱。
这一差异提供了重要线索，表明高原下方的板块具有比大多数大洋板块更为复杂的内部结构。
古老岩浆通道贯穿板块
科学家利用地震波波形模拟来确定何种结构能够产生观测到的波形模式。
结果表明，该板块包含被岩墙群（垂直侵入体）穿插的层状构造（水平纹层）。水平层理使部分地震波能够长距离传播，而垂直侵入体似乎会干扰并削弱其他地震波。
这一发现证明，岩浆曾经沿着许多独立的通道穿过现有的大洋板块上升。这些通道共同在生长中的高原下方形成了一个广阔的地下网络。
岩浆可能改变了板块的化学性质
研究团队发现了翁通爪哇高原与普通大洋板块之间的另一个主要差异。Po波和So波在高原下方的传播速度明显较慢。
当地震波穿过比典型地幔物质更热、刚性更低、破裂或化学成分不同的岩石时，其速度往往会减慢。研究人员得出结论，仅靠结构无法完全解释这种异常低的速度。
他们提出，来自热化学柱的岩浆穿过板块，形成了岩墙群，随后与周围的地幔岩发生反应。这一过程导致了板块的化学改造（即再富集）。
当岩浆将化学成分重新带回先前在部分熔融过程中流失这些成分的地幔岩时，就会发生再富集。地幔主要由一种称为橄榄岩的岩石构成。当部分岩石熔融时，某些元素会随熔融物质流失。后来的岩浆可以将这些成分带回，从而改变岩石的矿物含量和物理性质。
巨型喷发可改变大洋板块
研究结果表明，大规模火山事件不仅仅是用厚厚的熔岩层覆盖海底。来自地球深处的岩浆可以破裂大洋板块，形成广泛的岩墙网络，并改变板块本身的化学性质。
这种物理化学改造模型可以增进科学家对大洋板块发育方式以及大型火成岩省如何重塑地球内部的理解。
该研究发表在《地球物理研究快报》上。
主要发现
- 翁通爪哇高原（OJP）下方的大洋板块具有复杂的结构，由被岩墙群穿插的水平层组成。
- 异常缓慢的地震波表明，来自热化学柱的岩浆在化学上改变了板块。
- 研究结果表明，大规模火山活动可以显著改变大洋板块的物理结构和化学成分。
注释
热化学柱：
从地幔深处上升的地幔柱，其组成物质在化学上不同于周围地幔，可能包含源自古老大洋地壳的成分。
再富集：
当部分熔融产生的熔体被提取后，地幔中的橄榄岩会亏损熔体成分。将熔体成分重新引入这种亏损橄榄岩的过程称为再富集。