我國學者與海外合作者在上地幔流變學研究方面取得進展

　　圖 咸海干涸揭示的歐亞板塊內部流變結構和軟流圈黏滯系數

　　在國家自然科學基金創新群體項目（批準號：42021003）資助下，北京大學地球與空間科學學院王騰研究員與美國南加州大學和南方科技大學等研究單位學者合作，在歐亞大陸內部上地幔流變學研究方面取得進展。研究成果以“咸海干涸揭示的歐亞內陸弱軟流圈（Weak asthenosphere beneath the Eurasian interior inferred from Aral Sea desiccation）”為題，于2025年4月7日以封面文章形式發表于《自然·地球科學》（Nature Geoscience），并選為highlight論文。論文鏈接：https://doi.org/10.1038/s41561-025-01664-w。

　　下地殼和上地幔的流變結構和黏滯系數決定了地幔對流和板塊構造的模式。目前關于上地幔黏度的研究主要通過大地震震后變形或者冰川均衡調整推斷得到，研究范圍集中在板塊邊界和高緯度區域。學界在十年時間尺度上對板塊內部軟流圈黏度的認知幾乎是空白。這是因為在沒有地震的情況下，只有非常大的質量變化才能激發上地幔的流動，從而在地表產生可測量的形變。

　　因為人類活動的影響，曾經的世界第四大湖咸海目前已經接近干涸，超過1000立方千米的湖水消失，其產生的負載變化足以激發軟流圈的響應。北京大學地球與空間科學學院王騰研究員帶領團隊創新性的提出了“長短時間基線結合”的InSAR長波形變提取方法，繪制了咸海及其附近區域約58萬平方公里范圍的地表形變場。研究發現，2016年至2020年間，咸海地區出現了峰值7毫米/年的地表抬升，形變模式呈放射狀衰減，波長可達500公里。數值模擬發現，這種抬升模式可以用巖石圈地幔下軟流圈的黏彈性松馳來解釋。當軟流圈深度為130~190千米，有效黏度為4~7×1019 帕秒時，模擬結果和觀測得到的地表形變基本吻合。這一軟流圈黏度值略大于俯沖帶地幔，但比北歐地盾下方軟流圈黏滯系數小1~2個數量級。

　　該研究表明人類活動能夠激發深地軟流圈響應，引發地質尺度的構造運動，并在長時間尺度產生地表變形。發表于同期的評論文章指出：“盡管咸海的干涸造成了重大的環境災害，但（其質量損失）可以用來探索深部地球，為理解深部巖石性質提供了新的見解。