
拆開地球看內部(模擬圖片)
克莉斯汀
地球內部結構到底長什麼樣,至今都沒有真正被了解。我們只知道,地球應分為地殼、上地幔、下地幔和地核,而地核又可分為內核和外核,外核為液態,內核為固態。
但近期,科學家們在研究地震相關數據時,卻發現在地殼與地核之間還存在一種被稱為「大型低剪切速度省」的「新大陸」,這些地下的「新大陸」頻繁活動可能導致了地表發生地震的頻率變化以及地球自身磁場的變化。
中國科學技術大學等研究團隊近日發表論文稱,他們通過特殊的計算方法,得到了一個下地幔三維密度模型,了解了更多關於這些「新大陸」的相關信息。該研究對有關地球的形成、演化與動力學等方面的研究將產生重要影響。
新大陸是怎麼被發現的?
人們根據已經掌握到的一些物理學證據,包括火山噴出物質和地震波等,大致推斷出地球的結構,還初步判斷,地核主要成分為鐵、鎳等。地幔尤其是位於地表以下660km-2890km深度的下地幔,其體積和質量分別佔地球整體的55%和52%,是地球構成的重要圈層之一。
近幾十年裏,人們根據對地震波等測量數據的分析,並利用地震層析成像法對地球內部進行構圖時,又發現在下地幔存在許多尺度不一的異常體。地震層析成像法是一種根據地震波來鎖定地震源,並映射出地球內部物質成分的新技術。
科學家們發現,地殼下面可能存在一些巨大的低速異常體,它們可能由緻密岩石構成,科學家將它稱為非洲大型低剪切速度省(LLSVPs),即地表下的新大陸。尤其是在太平洋底下的一塊LLSVP新大陸板塊約橫跨3000公里,相對高度甚至是珠峰的100倍不止。
有學者提出,這可能是緣於地球自身的板塊運動和俯衝。而最近,中國科學技術大學的研究團隊與合作團隊卻認為,新大陸可能正是源自地球早期形成的基底岩漿。他們還通過特殊的計算方法,得到了一個下地幔三維密度模型,由此可推論出約束地球下地幔的成分組成與溫度分佈的一些原因。
可能是導致地球磁場變化的原因之一
人們還發現,這些新大陸LLSVPs可能也是導致地球磁場變化的原因之一。
近年來,科學家發現位於南大西洋的地磁場強度出現明顯下降,在過去200年中,環繞地球的磁屏蔽效果平均減弱了9%。關於地球磁場將發生重大改變的說法甚囂塵上。但對於地球磁場是如何形成的,學術界一直說法不一。
目前普遍認為最科學、合理的一個假說認為,地球的外地核是密度極大的液態鐵鎳,內地核是密度極大的固態鐵鎳,當地球內核轉得比液態外核快時,就形成了地表外相對穩定的磁場。如果這個假說成立,那麼有可能正是這些LLSVPs新大陸在以某種不為人知的方式擾亂着外地核液態鐵鎳的流動,從而導致地球磁場明顯減弱。
整個過程其實非常複雜,科學家目前也不能很好地去進行詳細解釋。只是通過對模型的觀察和分析,他們表示,地球內部其實遠比我們想像的更為活躍,地球內部的真相還有待我們不斷地探索。

















