地核被兩個奇怪的巨型突起物「寄生」,可能會導致地球不穩定

2022-03-14     星空天文

原標題:地核被兩個奇怪的巨型突起物「寄生」,可能會導致地球不穩定

兩個奇特的突起物可能有不同的演化史。

非洲下方地幔中的突起物。 Mingming Li / ASU

行星內部結構一般是像洋蔥那樣一圈一圈的,我們的地球也是這樣。最外面是薄薄的地殼,十分脆弱,地殼下部是岩圈;往下是厚厚的地幔:地幔分上下兩層,兩層的物理特性有所不同,上地幔的頂部還有一個軟流圈;再往下就是地核:地核分外地核和內地核兩層,外地核是液態的,主要成分是鐵和鎳,內地核是固態的,內外地核之間還可能存在著一個過渡層。

理論上地球的內部構造是這樣,但實際上我們行星的內部卻有些古怪。近年來科學家通過地震波探測發現,在地幔中,存在著兩個巨大的突起結構,就像寄生在地核上的一對瘤子。針對這對瘤子,此前也已經有過多次報道。

這兩個突起物的專業名稱叫大型低速切變區,每一個都十分巨大,如果投射到地表,它們的面積可以相當於一個洲,而它們的厚度都可達到珠峰的百倍。

兩個突起物中的一個在非洲下方,另一個在太平洋下方。兩個突起物的形態都是不規則的,結構十分複雜。但除了這些明顯的特徵,科學家對它們的了解似乎僅止於此。對於它們的來歷人們也一無所知。

這種來歷不明的東西最讓科學家感興趣。最近,來自亞利桑納州立大學和地球空間探索學院的科學家動用地質動力模型,並結合已有的地震波數據,對這兩個突起物進行了研究。通過研究人們確定了這兩個突起物的最大厚度,以及它們的體積、密度和周邊地幔物質的黏稠度與它們的厚度之間可能存在的關聯性。

結論讓人吃驚,人們發現非洲下方的突起物厚度要比太平洋下方的突起物高出大約1000千米。由於體量大,非洲下方的突起物密度要比太平洋下方的突起物密度低,因此穩定性也要差。

研究人員設計並運行了數百個地幔對流模型,窮盡檢驗了所有可能對突起物厚度有關鍵性影響的因素,比如突起物的體積,以及突起物與周圍物質密度黏稠度的差異等,最終得出了這一結論。

研究結果顯示,這兩個突起物的成分和演化史不一樣:非洲下方的突起物可能是在較近的地質年代中形成的。由於它很厚,因此距離地表也非常近。而這或許可以解釋,非洲東部為什麼會有抬升型的地表形態,以及強烈的火山活動。

但這兩個突起物究竟從何而來?亦或這本身就是地球內部結構的一種形態?它們之間的差異又意味著什麼?則依然都是謎。

地球內部結構示意圖。

參考

Instability of the African large low-shear-wave-velocity province due to its low intrinsic density

文章來源: https://twgreatdaily.com/zh-mo/2d5392e8e6af78c3aa7dc934882bd300.html