23年8月24日/【地球知识】

玄妙梦幻

地层厚度和垂直相序的变异性与浅层环境有关吗？

全天候科学资讯号

2023/08/24 04:59 北京市

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地层厚度和垂直相序包含了与浅层环境相关的信息。当观察到从一个相到另一个相的垂直过渡时，可能表示局部沉积系统发生了一些变化，比如水深的变化或其他一些过程。为了解释连续地层中不同相的序列，科学家假设相转变概率由现代相分布图中相邻的两个相直接相连的概率决定。这种宽泛的假设使用马尔可夫链来建立现代横向相数据和古代垂直相转变之间的统计联系。



马尔可夫链描述了一系列可能的状态，其中每个未来状态的概率只取决于前一个状态。在碳酸盐沉积物的情况下，这些状态被认为是离散的。与简单的马尔可夫链不同，隐马尔可夫模型的系统状态无法直接观察到。在这种情况下，相是可观察的特征，通过相之间的过渡特性可以推断出隐藏状态的信息。当水深随着时间减小时，相序列产生的概率可能与水深恒定时不同。例如，如果在水深减小时泥岩更有可能转变为粒石，那么泥岩到粒石的过渡观察更有可能表示水深减小的隐藏状态。



为了将碳酸盐相的古代地层数据集应用到隐马尔可夫模型中，研究者将相观测视为两种不同沉积环境的输出，这两种沉积背景代表随时间的推移水深的减少或恒定。因此，模型结构包括两个隐藏状态，它们可能都对应于相同的观测结果。然而，每个隐藏状态的相转变概率是不同的。



这些概率来自地理空间数据集，该数据集由大巴哈马银行的平台顶部150平方米分辨率的水深和碳酸盐相组成，该银行是一个孤立的碳酸盐平台，三分之二的淹没区深度小于5米。尽管此网格大小可能低估了覆盖非常狭窄地理区域的相转变，但它应该代表更大的相块。横向相变的概率通过对数据集中每个150 m2网格空间进行迭代来确定，并考虑附近位置的岩相。



数据集是一个二维规则四边网格，因此邻域由周围八个格子单元组成。该模型中的一个隐藏状态描述了水深下降时的相转变，而另一个隐藏状态与水深变化无关。从一个隐藏状态转换到另一个隐藏状态的概率可以根据具体的推断问题进行调整。



为了深入了解按水深组织相的空间变异性，并评估隐马尔可夫模型在识别水深变化方面的有效性，研究者进行了数值实验，生成了一组综合的准层序数据。理想的准层序数据集由大巴哈马河岸的岩心地层观测和已知的沉积水深来组成。考虑到大巴哈马河岸的沉积物和岩石取样数据在空间上的局限性，只有少数选定的区域进行了详细的取样。



或者，可以根据方法中介绍的方式，从地图数据中生成合成的准层序数据集。准层序的形成是通过在堆积超过容纳范围时，附近的较浅环境向该位置推进而形成的。对于大巴哈马银行的每个位置，科学家确定了一条经过较浅邻域直到没有较浅邻域或达到陆地的路径。他们将沿着该路径的岩相定义为合成的准层序，它可能代表局部进积准层序的样貌。理想情况下，隐马尔可夫模型应该能够识别出这样的相变序列是由水深减小引起的。



通过在大巴哈马数据集中选择随机起始位置，生成了100万个这样的合成准序列。然后，使用算法对相序列进行解码，以量化由水深减小引起的序列的概率。该模型在没有任何关于局部测深的信息的情况下解释了离散的相观测序列，因此可以通过将结果与已知的水深变化值进行比较来评估模型的有效性。



相序列的水深梯度越大，模型正确识别水深下降驱动的相转换的能力就越高。每个合成准层序对应于大巴哈马河岸上的一个位置，通过检查模型解释的空间模式，可以更深入地了解控制岩相的水深的区域以及主导的随机变异性的区域。

玄妙梦幻

日本海沟发现巨型岩石，日本命运究竟如何？

科普Room

2023/08/28 09:49 安徽省

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近日，科学家在日本海沟的惊人发现引起了全球瞩目。他们在这座海底深渊中发现了巨型岩石，这些岩石的规模之大，令人称奇。随着消息传出，人们的好奇心被激发，他们开始想象着这些巨石的由来以及它们对日本的未来命运产生的影响。这些岩石究竟意味着什么？

它们有什么导向性的特征？在这着迷的海洋世界中，我们敢不敢揭开这些秘密的面纱，一探究竟？本文将带您进入一个奇幻而神秘的探险旅程，一起探索这些巨石背后隐藏的真相，以及它们对日本未来发展的意义。不容错过的日本命运之旅，就在下文中逐渐展开。


巨型岩石的形成过程：地球板块运动的结果

地球是一个活跃的行星，表面由许多巨大的岩石组成。这些岩石不仅仅是地球的组成部分，还记录了地球历史中复杂而迷人的故事。巨型岩石的形成是地球板块运动的结果，这个过程可以追溯到几十亿年前的地质时代。

地球的表面由7个大陆板块和许多小型的海洋板块组成。这些板块形态各异，但它们都是地壳的一部分。地壳是地球最外层的岩石壳层，它包括地壳的两种类型：大陆地壳和海洋地壳。板块是由地壳和一部分上层地幔组成的坚硬岩层，它们不断地在地球表面上移动着。

巨型岩石形成的过程可以追溯到大约40亿年前，当时地球表面刚刚开始形成地壳。起初，地壳只是很薄的一层，无法承受大规模的板块运动。然而，随着时间的推移，地壳逐渐变厚，并开始形成大陆和海洋地壳。


巨型岩石的形成与板块边界的活动密切相关。板块边界分为三种类型：边界相互靠近，边界相互分离和边界相互滑动。这些板块边界是地球上最活跃的地质区域之一，它们产生了地震、火山喷发和山脉的形成。

当两个板块相互靠近时，它们之间形成了一个岩石变形区域，称为褶皱带。在这个区域内，板块发生强烈的挤压和弯曲，造成了巨大的岩石变形。这些变形有时会形成山脉，如喜马拉雅山脉。山脉是地球上最壮丽的自然景观之一，形成于板块碰撞的过程中。

当两个板块相互分离时，岩石的熔化过程开始。岩浆是由地幔中的岩石物质熔化而成的。岩浆靠近地表时，冷却并凝固形成新的岩石。这种岩浆喷发出来形成了火山，火山喷发的岩浆经过冷却后形成了巨型岩石，如夏威夷的火山岛。


当两个板块相互滑动时，会产生地震和断裂带。地震是由板块滑动引起的能量释放，这个过程中岩石会被破坏和移动。断裂带是地壳表面的一条裂缝，它记录了地球板块运动的历史。

巨型岩石的形成过程是一个复杂而迷人的过程，它反映了地球上数十亿年的演变历史。地球板块运动是这个过程中最关键的因素之一，它推动着地壳的变化和形成。通过研究巨型岩石的形成过程，我们可以更好地了解地球的演化历史和地质活动，为我们对地球的认识提供了宝贵的参考。

巨型岩石的影响：构成日本地质构造的一部分

日本地处地震带和火山带的交汇处，地质层面上形成了多样而复杂的构造。在这些构造过程中，巨型岩石扮演着重要的角色。


巨型岩石的形成和类型： 巨型岩石通常指的是由岩石圈深部升华或凝结形成的岩石体。它们往往由多种岩石类型组成，包括花岗岩、辉石岩、玄武岩等。这些岩石体具有广阔的空间分布和较高的地质稳定性，对日本地质构造的塑造起着重要的作用。

地形塑造： 巨型岩石在地表及地下的分布对日本的地形起着至关重要的作用。它们可以形成山脉、山脊和峡谷等地貌特征，同时还能够影响水系和岸线的形成。例如，位于日本南部的富士山就是一个巨型岩石，它的存在直接影响了周边地区的地形格局，形成了一个独特的火山景观。此外，巨型岩石的存在也可以改变水文循环和土壤侵蚀速率，对水资源和土壤保持等生态系统功能具有重要的影响。


地震活动： 日本处于环太平洋地震带上，地震活动频繁。巨型岩石在地震构造带中发挥着至关重要的作用。例如，在构造碰撞带上，巨型岩石的存在可以承受巨大的地壳应力，阻止构造失稳，从而减缓地震活动的发生。此外，巨型岩石的断层面也提供了地震传播的路径，导致地震波的传播和能量释放。因此，巨型岩石可以说是地震活动的调节器。

火山活动： 巨型岩石与火山活动之间存在着紧密的关系。在日本，火山活动广泛分布，巨型岩石常常作为火山口和岩浆储存库的保护层存在。火山岩浆在与巨型岩石相互作用时，可以发生侵蚀、沉积和热变形等过程，促进火山喷发的发生。同时，巨型岩石也能够提供岩浆储存的稳定环境，维持火山活动的稳定性。


海底岩石对日本的意义：地震和海啸的影响缓冲

日本作为位于环太平洋地震带上的岛国，经常面临地震和海啸等自然灾害的威胁。然而，幸运的是，日本被广泛分布的海底岩石所环绕，这些岩石在地震和海啸发生时发挥了重要的缓冲作用。

地震对日本的威胁 日本位于四个板块交汇的地震带上，被誉为“火山岛屿”。每年，这个国家都会经历数千次不同程度的地震。地震可以导致严重的人员伤亡和财产损失，对日本的社会经济发展带来巨大压力。幸运的是，海底岩石起到了地震的缓冲作用。

海底岩石的重要性 日本周围的海底覆盖着厚厚的岩石层。这些坚固的岩石层形成了一个天然的屏障，能够吸收地震中的震动，减轻地震波对地面的冲击。通常情况下，地震波通过海洋传播时会发生折射和反射，海底岩石可以起到一道特殊的缓冲带，减少地震波对沿海地区的冲击。


海底岩石的防护作用 海底岩石还能够减缓海啸对日本沿海地区的影响。当地震发生时，震源引发的海底地壳运动可能会引起海底滑坡或地震海啸。海底岩石可以充当隔离层，减缓地壳运动对海域的扰动，从而减少海啸波在进入沿海地区之前的能量损耗。

日本的防浪堤和海底岩石 日本众多的防浪堤也与海底岩石有着密切的关系。这些防浪堤通常会嵌入海底岩石之间，以增强其稳定性。通过与海底岩石的结合，防浪堤能够更好地抵抗海啸带来的冲击。海底岩石的存在使得建筑这些防浪堤更加坚固和可靠。

海底岩石的力学特性 海底岩石有着独特的力学特性，可以吸收和分散地震波和海啸波的能量。与土壤相比，岩石更具有稳定性和坚固性，能够更好地承受地震的冲击。海底岩石还可以减少地震造成的震动传播速度，减轻地震对沿海地区的破坏。


无论如何，这一发现都提醒我们，挑战和机遇并存，只有适应变化并积极应对，日本才能保持强大。

校稿：阿金