地球的核心似乎被包裹在一個古老的、意想不到的結(jié)構(gòu)中

迄今為止，地球南半球底層地質(zhì)的最高分辨率地圖揭示了我們以前從未知道的東西：一個可能環(huán)繞著核心的古老海底。

根據(jù) 2023 年發(fā)表的一項研究，這個薄而致密的層存在于地表以下約 2,900 公里（1,800 英里）處。這個深度是熔融的金屬外核與上面的巖石地幔相遇的地方。這是地核-地幔邊界（招商銀行）。

“像我們這樣的地震調(diào)查提供了我們星球內(nèi)部結(jié)構(gòu)的最高分辨率成像，我們發(fā)現(xiàn)這種結(jié)構(gòu)比以前想象的要復雜得多。說阿拉巴馬大學的地質(zhì)學家薩曼莎·漢森（Samantha Hansen）宣布了這一發(fā)現(xiàn)。

盡可能詳細地了解我們腳下的東西對于研究從火山噴發(fā)到地球磁場變化的一切至關(guān)重要，地球磁場可以保護我們免受太空中的太陽輻射。

利用南半球地震產(chǎn)生的地震波對地核-地幔邊界的ULVZ結(jié)構(gòu)進行采樣。（Edward Garnero 和 Mingming Li/亞利桑那州立大學）

漢森和她的同事們利用埋在南極洲冰層中的15個監(jiān)測站，繪制了三年來地震的地震波。這些波的移動和反彈方式揭示了地球內(nèi)部物質(zhì)的成分。由于聲波在這些區(qū)域的移動速度較慢，因此它們被稱為超低速區(qū) （ULVZ）。

“通過分析來自南極洲的[數(shù)千]次地震記錄，我們的高清成像方法在我們探測的任何地方都發(fā)現(xiàn)了CMB的薄異常物質(zhì)區(qū)域，”說亞利桑那州立大學的地球物理學家愛德華·加內(nèi)羅（Edward Garnero）。

“這種材料的厚度從幾公里到幾十公里不等。這表明我們在核心看到了山脈，在某些地方比珠穆朗瑪峰高五倍。

據(jù)研究人員稱，這些ULVZ很可能是埋藏了數(shù)百萬年的海洋地殼。

雖然沉沒的地殼并不靠近地表公認的俯沖帶 - 移動的構(gòu)造板塊將巖石推入地球內(nèi)部的區(qū)域 - 但研究中報告的模擬表明，對流如何將古老的海底轉(zhuǎn)移到目前的休息地。

地幔中的巖石運動。（Hansen等人，科學進展, 2023)

根據(jù)地震波運動對巖石類型和運動做出假設(shè)是很棘手的，研究人員并不排除其他選擇。然而，海底假說似乎是目前對這些ULVZs最可能的解釋。

還有一種說法是，這個古老的海洋地殼可以包裹在整個核心上，盡管它太薄了，很難確定。未來的地震勘測應該能夠進一步增加整體情況。

這一發(fā)現(xiàn)可以幫助地質(zhì)學家的方法之一是弄清楚來自更熱、更密集的核心的熱量如何逃逸到地幔中。在這兩層中，這兩層之間的成分差異大于我們居住的固體地表巖石與其上方的空氣之間的差異。

“我們的研究提供了淺層和深層地球結(jié)構(gòu)與驅(qū)動我們星球的整體過程之間的重要聯(lián)系，”說漢森。