新研究:地核附近可能存在地下「山脈」

【2023年04月12日訊】(記者林達編譯報導)通過分析大量地震波探測數據,科學家獲得了關於地核地幔交界處遠古海床的最新信息,並認為那裡存在著厚度從幾公里到幾十公里不等的「山脈」。

該研究4月5日發表在《科學進展》(Science Advances)雜誌上。研究使用全球範圍的地震波成像技術來尋找地球內部埋藏已久的海床,發現地核地幔之間可能有一個薄而緻密的海床由於大陸板塊的變遷沉入地下,到達了地核與地幔交界處。

在地表以下約2,000英里處,岩石地幔(mantle)與熔融的金屬外核(outer core)相遇。在此之前,科學家也在地核與地幔交界處(CMB,core-mantle boundary)上的個別地點找到過疑似遠古海床的蹤跡。而新研究表明,大面積的遠古海床可能覆蓋了地核與地幔交界處的很大部分。

要想在大範圍內了解CMB的地層構成很困難,因其位於地球深處。來自美國和英國的研究人員使用了一種由15個地震儀組成的網絡,這些地震儀分布在南極洲西北部,共收集了三年的數據。網絡中的地震儀可以掃描地球的地震波,以創建我們腳下的地球深處的圖像,類似於MRI掃描人身體並創建其內部的圖像。

該團隊注意到,在CMB附近,地震波在抵達特定地層時速度減慢。這一地層大約有3到25英里厚,但就行星構成而言其實算是很薄。由於地震波在這些區域減慢,因而將其歸類為超低速區(ULVZ)。這些區域很可能在數百萬年前俯衝到地下,當時地球板塊發生移動,並且比深層地幔的其餘部分密度更大,可稱其為於位於CMB上的「山脈」,高度從不到三英里到超過25英里不等。

亞利桑那州立大學地球物理學家愛德華·加內羅(Edward Garnero )在一份聲明中說:「通過分析來自南極洲的數千次的地震記錄,我們的高清清晰度成像方法在CMB上被探測的任何地方都發現了薄層異常帶。厚度從幾公里到幾十公里不等,好像一條山脈,有些地方比珠穆朗瑪峰高出5倍。」

根據這項研究,這些地下山峰可能在熱量逸出地核方面發揮著關鍵作用。地核為地球磁場提供動力,其中一些物質甚至可從火山口噴射到地表。

「這樣的地震調查提供了地球內部結構的最高分辨率的圖像,我們發現這種結構比以前想像的要復雜得多,」該研究合著者和阿拉巴馬大學地球科學家薩曼莎·漢森(Samantha Hansen )在一份聲明中說。 「新研究提供了淺層和深層地球結構與在整體上驅動地球的機制和過程之間的重要聯繫。」 ◇#

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