2023-06-07 00:54:32
地球深处有广阔的山脉,山峰的高度是珠穆朗玛峰的四倍。但是没有人知道为什么。
那是南极洲一个耀眼的夏日。一堵白色的墙,上面和下面一样,地面与天空无缝融合。在这些令人迷惑的环境中,温度约为 -62C。
非洲大陆荒凉的内陆——不是游轮旅行中相对温和、风景如画的南极洲,而是当地野生动物很少敢于冒险的严酷环境。寻找隐藏的“山脉”——没有探险家踏足过、没有阳光照射过的山峰。这些山脉位于地球深处。
那是 2015 年,研究人员在南极洲建立了一个地震站——半埋在雪中的设备,这将使他们能够研究我们星球的内部。该团队总共在南极洲安装了 15 个。
他们揭示的山状结构非常神秘。但团队发现,这些超低速区或 ULVZ,正如它们所知,也可能几乎无处不在——无论你身在世界何处,它们都可能潜伏在你脚下很远的地方。我们到处都发现了 ULVZ 的证据。问题是——它们是什么?他们在我们星球内部做什么?
地球奇特的内部山脉出现在一个临界点:行星的金属核心和周围的岩石地幔之间的那个。正如团队指出的那样,这种突然的转变甚至比固体岩石和空气之间物理性质的变化还要剧烈。几十年来,它一直让专家们着迷——既神秘又对地球地质学产生影响。
尽管“地核-地幔边界”距离地球表面数千公里,但其深不可测的深度与我们自己的世界之间存在着惊人的交流。它被认为是古代海底碎片的墓地——它甚至可能是夏威夷等意想不到的地方火山存在的幕后黑手,因为它创造了通向地壳的过热高速公路。
地球深部山脉的故事始于1996 年,当时科学家们探索了太平洋中部深处的地核-地幔边界。他们通过研究由大规模地面震动事件产生的地震波来做到这一点:通常是地震,尽管核弹可以达到同样的效果。这些波直接穿过地球,可以被地球表面其他位置的地震台接收到,有时距离它们开始的地方超过 12,742 公里。通过检查波浪穿过的路径——例如它们被不同材料折射的方式——科学家们可以拼凑出行星内部的类似 X 射线的图片。
当研究人员观察 25 次地震产生的波浪时,他们发现当波浪到达地核-地幔边界上的锯齿状区域时,它们的速度莫名其妙地变慢了。这座广袤而超凡脱俗的山脉变化多端——一些山峰直达地幔 40 公里,相当于珠穆朗玛峰高度的 4.5 倍。与此同时,其他的只有 3 公里高。
从那以后,类似的山脉被发现潜伏在核心周围的分散位置。有些特别大:一个怪物标本占据了夏威夷下方 910 公里宽的一块土地。
然而直到今天,没有人知道它们是如何到达那里的,或者它们是由什么制成的。
一种观点认为,山脉是下地幔的一部分,由于靠近地球炽热的地核而变得过热。虽然地幔可以达到 3,700 摄氏度,但相对温和 - 地核可以达到 5,500 摄氏度的原子弯曲高温 - 与太阳表面的温度相差不远。据推测,核幔边界最热的部分可能会部分熔化——这就是地质学家所认为的 ULVZ 。
或者,地球深部山脉可能由与周围地幔略有不同的材料构成。令人难以置信的是,人们认为它们可能是古代海洋地壳的遗迹,消失在其深处,最终在数亿年的时间里沉降到地核上方。
过去,地质学家从第二个谜题中寻找线索。地球深部山脉往往位于其他神秘结构附近:巨大的团块或大型低剪切速度区 (LLSVP)。只有两个:非洲下方称为“Tuzo”的无定形块,以及太平洋下方称为“Jason”的无定形块。它们被认为是真正原始的,可能有数十亿年的历史。同样,没有人知道它们是什么,或者它们是如何到达那里的。但它们靠近山脉,这让人们相信它们之间存在某种联系。
解释这种关联的一种方法是,它确实都是从构造板块滑入地幔并沉入地核-地幔边界开始的。然后它们慢慢散开,形成各种各样的结构,留下山脉和斑点的踪迹。这意味着两者都是由古老的海洋地壳构成的:玄武岩和海底沉积物的混合物,尽管在高温和高压下发生了变化。
南极洲下方存在地球深部山脉可能与此相矛盾。“我们的大部分研究区域,即南半球,都离那些较大的结构很远。
为了安装他们的南极地震站,团队乘坐直升机和小型飞机飞到合适的地点,将设备放在齐腰深的雪中——一些靠近海岸,在企鹅好奇的注视下,另一些在内陆。
只花了几天时间就得到了第一个结果。这些仪器几乎可以探测到地球上任何地方的地震——如果它足够大,我们就能看到它——而且机会很多。地震信息中心每天记录全球约 55 次地震。
虽然之前已经确定了地球深部山脉,但从来没有人在南极洲以下检查过它们。它既不靠近任何一个神秘的斑点,也不靠近任何构造板块最近下降的地方。然而令团队惊讶的是,他们在他们采样的每个地点都发现了它们。
以前,人们认为山脉散布在斑点占据的地方附近。但结果表明,它们可能会形成一个包裹地核的连续毯子。
测试这个想法需要更多的调查:在南极研究之前,只有 20% 的核心-地幔边界被检查过。但希望填补这一空白,这也取决于开发用于识别较小结构的新技术。在一些地区,ULVZ 结构更像是细长的高原,而不是山脉,所以现在还不可能看到整个层——它们不会出现在地震仪上,如果它们存在的话。
然而,如果山脉真的分布广泛,那么这将对它们的构成以及它们如何与更大的团块结构相关联产生影响。较小的、山大小的构造板块遗迹真的会最终分散到离较大的斑点那么远的地方吗?
无论我们发现什么,南极洲寒冷、陌生的地貌为我们提供了了解地球深处奇怪、过热山脉的线索,这都是奇怪的。
源:BBC
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