记者12日从中国科学技术大学获悉，该校地球空间科学学院吴忠庆教授项目组与美国哥伦比亚大学Renata Wentzcovitch教授项目组和美国康奈尔大学Geoffrey Abers教授合作，俯冲带浅部地震波速各向异性成因大

相关成果最近发表在地球科学领域的国际知名学术杂志Geophysical Research Letters上。

据悉，该研究成果的计算工作主要在中国科大超计算中心和合肥先进计算中心的超计算机上进行。

地球内部水循环是理解地球演化和动力学过程的关键。 在俯冲带，水可以和大洋板片一起俯冲进入地球深度部。 海沟附近，板块弯曲变形形成许多与海沟平行的正断层，海水沿断层面进入板块内部，可与地幔矿物反应生成蛇纹石。 地幔矿物蛇纹石化通常显著影响地震波速、各向异性、泊松比和密度等一系列特征。

利蛇纹石是俯冲带浅部温压条件下最稳定的蛇纹石矿物。 因此，利蛇纹石在高温高压下的弹性性质对揭示俯冲带蛇纹石化程度、含水量及地球内部水循环具有重要意义。

该项目组采用第一性原理计算方法确定了俯冲带温压条件下利蛇纹石的弹性性质，发现其具有较强的波速各向异性，其剪切波各向异性几乎是高压相叶蛇纹石的2倍。

变形实验表明，蛇纹石在剪应力下可发生取向排列。 因此，通过蛇纹石的地震波在与剪切面垂直的偏振方向传播得更慢。 研究表明，采用合理的蛇纹石化程度及定向排列程度，产生汤加俯冲带约1.8s的滞后时间，需要约60km厚的叶蛇纹石层，这大大超过了地震学观测中发现的汤加俯冲板带片中低速层的厚度。 但相同条件下的利蛇纹石层厚度约30km即可解释，这也与汤加俯冲带板片的低速层厚度一致。 因此，利蛇纹石应广泛分布于俯冲带浅部，这将对俯冲带的物理化学过程和地球内部水循环等认识产生重要影响。