加州理工学院的研究人员开发了一种新方法来研究地球地表深处的结构，即地球脆性地壳和地幔之间的边界，该区域称为莫霍洛维奇不连续面(简称莫霍面)。就像超声波一样，该方法测量地震波如何从莫霍面反射，并利用称为分布式声学传感 (DAS) 的尖端地震技术。

　　这项研究是在地球物理学教授詹钟文博士的实验室进行的。11 月 27 日，一篇描述这项研究的论文发表在《科学进展》杂志上。

　　詹的研究长期以来一直专注于 DAS，这是一种将提供高速互联网的光纤电缆改造成临时地震仪的方法。利用 DAS，研究人员将激光束沿着光纤电缆发送;当地面震动时(无论是由于地震还是其他干扰，如交通噪音)，激光都会从电缆内部反射回来。

　　詹和他的团队已经开发出测量电缆整个长度上反射的激光的方法，并推断出有关震动的信息。因此，电缆充当了数百个地震仪的阵列。

　　现在，在前研究生詹姆斯·阿特霍尔特博士的带领下，该团队已经使用 DAS 技术对莫霍边界地表深处进行成像。

　　地震发生时，地震能量波从震源(地震地下的起源点)向外辐射。当这些波撞击莫霍面时，一定量的能量会反弹回来，就像阳光从湖面或游泳池表面散射一样。

　　在大陆上，莫霍面位于地表以下 20 至 70 公里的深度;在南加州，莫霍面位于地下约 45 公里处。人们曾尝试使用传统地震仪对其进行成像，但这些努力要么产生了数十公里规模的低分辨率结果，要么成本过高。

　　使用 DAS 方法，研究人员可以轻松以一公里的分辨率观察大面积莫霍面的结构，从而更详细地了解这一地质重要区域。

　　“莫霍面对于地震学家来说是一个非常有趣的边界，因为它告诉我们深层构造板块内部和板块之间发生了什么，”阿特霍尔特说，他现在是美国地质调查局的博士后研究员。

　　“它可以告诉我们主要断层是否渗透到地幔中，古代和当代过程如何在大陆上留下印记，以及深层地壳在特定位置的强度。我们的方法可以用来观察各种有趣的地震活跃地区，包括我们非常了解的地区，如南加州，以及传统地震网络稀疏的地方。”

　　两年多来，该团队使用一条穿过加州莫哈韦沙漠的光缆来测量地震并绘制该地区的莫霍面地图。他们了解到，加洛克断层是南加州继圣安德烈亚斯断层之后的第二大断层，它切入地幔，比之前认为的要深得多。

　　他们还观察到，莫霍面在莫哈韦沙漠北部的科索火山区下方发生了明显变形，照亮了该地区地幔热源和地壳岩浆室之间的部分“管道系统”。尽管科索火山上次喷发大约是在 4 万年前，但该地区仍然蕴藏着热的地热能。了解这些地区的地下结构是新技术威力的一个例子。

　　“岩石圈深处正在发生各种各样的事情——地球最坚硬的外层，包括地壳和上地幔——而你用 DAS 能做的事情只受限于你的创造力，”阿特霍尔特说。