众所周知俯冲在日本东北部地区的太平洋板块中存在两层地震,但其产生的物理机制是一个争议的论题。一种理论认为俯冲板块中发生的地震是由不同含水矿物的脱水反应导致的。如果该项理论是正确的,那么脱水反应产生的水应该会影响板块内的速度分布。但是前人的地震成像结果显示俯冲的太平洋板块是一个近乎均匀的高速体。利用新的双差地震成像算法,我们的研究发现在太平洋板块中存在地震速度分层现象,上下两层地震带具有不同的速度结构(Zhangetal.,2004;图7)。这个结果支持了俯冲板块中的地震带是由不同含水岩石矿物的脱水反应造成的。该成果发表在地质杂志(Geology)上并作为“研究亮点”推荐,被Science和Nature等顶级杂志引用,共引用了58次。我们把算法也应用到了研究新西兰地区和阿拉斯加地区的俯冲带结构,也得到了类似的结果(ZhangandThurber,2005,AGU)。
对于日本等地震台站分布较密集的地区来说,可以利用近震和区域地震研究俯冲带的结构。但是对于地震台站分布稀疏的地区,例如苏门答腊,在2004年大地震发生之前,只有很少的地震台站分布,只能利用全球的地震资料来研究俯冲带的速度结构。但是传统的地震成像技术很难确定板块的精细速度结构(Pesicek,etal.,2010a)。因此我们在区域双差地震成像的基础之上,发展了全球双差地震成像技术(teletomoDD;Pesiceketal.,2012)。利用新的方法,我们对苏门答腊大地震的余震进行了准确定位(Pesicek,etal.,2010b)并且确定了俯冲板块的速度结构(Pesiceketal.,2012)。新的远震成像算法对于研究全球俯冲带的结构具有重要意义。