地球核心附近可能存在地下“山脉”

科学家们获得了关于我们星球地核-地幔边界古代海底的新信息。
An illustration of the Earth's core with arrows showing how seismographs in Antarctica monitor the core.
地震波从南半球的地震传播,探测地球核幔边界超低速带(ULVZ)结构的示意图,并在南极洲的传感器上记录。爱德华·加内罗和明鸣·李,亚利桑那州立大学。

一个薄而致密的下沉海底可能位于地球核心和地幔之间深处。一项于4月5日在《科学进展》期刊上发表的新研究的结果,利用了对地球内部的全球规模地震成像,寻找埋藏已久的海洋的线索。

在地表以下约2000英里处,地球的岩石地幔与熔融的金属外地核相遇。此前,地核-地幔边界上可能存在的海底仅在孤立的区域被观察到。最新的研究表明,这一层实际上可能覆盖了地球地核-地幔边界的大部分区域。

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由于地核-地幔边界位于地球深处,因此大规模理解其组成非常困难。这项研究中的美国和英国研究人员使用了分布在西北南极洲的15个地震仪网络,并收集了三年的数据。地震仪站点的网络扫描地球的地震波,从而成像我们脚下深处的地球,这类似于MRI扫描人体并成像其内部结构。

该团队注意到,在地核-地幔边界处,地震波遇到特定层时会减慢速度。这一层厚约3到25英里,但相对于行星组成而言非常薄。由于地震波在这些区域减慢,因此被归类为超低速带(ULVZ)。这些区域很可能是在数百万年前,当地球板块移动时被俯冲到地下的,并且比深层地幔的其他部分更致密。它们类似于地核-地幔边界的“山脉”,其高度从不到三英里到超过25英里不等。

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亚利桑那州立大学地球物理学家爱德华·加内罗在一份声明中说:“分析来自南极洲的数千次地震记录,我们高分辨率的成像方法在所有探测区域的地核-地幔边界(CMB)都发现了异常薄的物质带。该物质的厚度从几公里到几十公里不等。这表明我们在地核上看到了山脉,有些地方的高度是珠穆朗玛峰的5倍。”

根据这项研究,这些地下山峰可能在热量如何从地球核心散发方面起着至关重要的作用。地核为地球的磁场提供动力,其部分物质甚至可以在火山爆发期间被喷发到地球表面。

研究合著者、阿拉巴马大学地质科学家萨曼莎·汉森在一份声明中说:“像我们这样的地震调查,提供了我们星球内部结构最高分辨率的成像,我们发现其结构比以前认为的要复杂得多。我们的研究为浅层和深层地球结构以及驱动我们星球的整体过程提供了重要的联系。”

 

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Laura Baisas

新闻编辑

Laura 是 Popular Science 的新闻编辑,负责报道各种主题。Laura 对所有水下事物、古生物学、纳米技术特别着迷,并探索科学如何影响日常生活。


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