深层地震是指发生在距地表300公里以下的地震，特别是在地幔过渡带，是地球上经历过的最强烈的地震之一，但通常不会对地表造成破坏。一直以来，深层地震一直是科学界的一个谜，其性质和原因鲜为人知，它有规律地发生，是板块构造深部和显着的结果。
卡内基科学家团队在AGU Advances上发表了最新的研究成果，为深层地震提供了一个解释，流体在发生在地球表面以下 300 至 700 公里处的深层地震中起着关键作用。
大多数地震发生在靠近地球表面的地方，距离地表大约70公里。当压力在两块岩石之间的裂缝（称为断层）处积聚，导致它们突然滑过彼此时，就会发生地震。
然而，在地球深处，巨大的压力会产生过多的摩擦力，无法发生这种滑动，而高温会增强岩石变形以适应不断变化的应力的能力。自1920年代以来，科学家们已经能够识别出起源于地表以下300多公里的地震。
过去几十年的持续研究表明，水在中深度地震中扮演着重要角色——这些地震发生在地球表以下70到300公里之间。在这种情况下，水会从矿物质中释放出来，削弱断层周围的岩石，并使岩石块滑动。然而，科学家们认为这种现象无法解释深层地震，主要是因为人们认为水和其他产生流体的化合物无法深入地球内部以提供类似的效果。
科学家们将稀有的深层钻石的深度与神秘的深层地震进行比较时，他们改变了这种想法。因为钻石是在流体中形成的，如果钻石在那里，流体就在那里。钻石本身表明存在流体，然而，它们也将地球深处的样本带到地表供科学家研究。当钻石在地球内部形成时，它们有时会夹杂周围岩石中的矿物碎片。这些矿物质被称为内含物，对地球科学家来说是非常宝贵的。它们是科学家研究我们星球深层内部直接样本的唯一方法之一。
超深钻石的特写视图突出显示了被视为黑点的内含物
钻石的内含物具有在大洋地壳中发现的类似材料的独特化学特征。这意味着水和其他物质并非以某种方式在地球内部深处产生。相反，它们作为下沉的海洋板块的一部分被带走了。
为了验证这个想法，科学家建立了计算模型来模拟更深的下沉板的温度。除了建模之外，科学家还检查了含水矿物的稳定性，来证明在地球内部深处的高温和高压下，它们确实能够在某些条件下保持水分。研究小组表明，即使较温暖的板块不含水，但理论上较冷的海洋板块中的矿物质可以将水带到我们与深源地震相关的深度。
研究团队将模拟与现实生活中的地震数据进行了比较，能够证明理论上可以将水输送到这些深度的板块也是经历了以前无法解释的深层地震板块。
同时，科学家模拟俯冲板块的路径，将压力-温度条件与实验确定的板块地壳和地幔的矿物学联系起来。研究展示了来自与深层地震相同深度的钻石中包含的地幔矿物的合成，表明那里存在流体。