地幔中發現大型熔巖 「液滴」:比珠穆朗瑪峰高 100 倍

2020-11-23 IT之家

7月12日消息，在地球深處，科學家發現了兩個大型的液滴狀結構，每個的厚度都比珠穆朗瑪峰高100倍。這些大小與大陸相當的「液滴」位於地核之上，距離地表約2900公裡。研究者認為它們是由與地幔其他部分不同的物質所組成的。

研究者稱，這些奇特的大型結構或許能揭示地球形成的過程，並幫助解釋驅動火山噴發甚至板塊構造運動的機制。來自美國亞利桑那州立大學的科學家將他們的發現發表在近期的《自然-地球科學》(Nature Geoscience)雜誌上。

這兩個「液滴」正好分處地球兩端，一個在太平洋下方，另一個則在大西洋之下。它們通常被稱為「熱化學異常體」(thermochemical piles)。長期以來，科學家一直認為熱化學異常體是由地幔物質構成，但溫度高於平均值。這是熱地幔巖石緩慢攪動、上升導致的結果，與熔巖燈的原理類似。

不過，研究者現在提出，地幔中的熱化學異常體可能具有獨特的化學性質。新研究顯示，這些「液滴」中含有被板塊構造向下擠壓的物質，甚至可能是由地球在45億年前形成時的殘餘物質所組成。

亞利桑那州立大學地球和太空探索學院的愛德華·加爾內羅(Edward Garnero)說：「儘管這些『液滴』的起源和組成依然未知，但我們推測，它們包含著地球如何形成以及如何運作的線索。」對地球深處地震的研究顯示，地震波在這些熱化學異常體中傳播得較為緩慢。

圖中是一個對流數值實驗示意圖，綠色是熱化學異常體，其周圍的地幔物質呈藍色。

研究者認為，由於板塊構造的向下運動，這些熱化學異常體周圍的地幔物質可能由溫度相對較低的巖石組成。儘管還有很多問題需要解決，但新的數據顯示，它們比周圍的地幔物質密度更大。除此之外，它們的活動還更加穩定，持續時間很久，形狀受到地幔流的影響。

隨著該領域研究的深入，研究團隊預測，這些「液滴」的神秘起源將很快被揭開。「如果一個神經學家在人類大腦中發現了一個未知結構，那整個有關大腦的科學家群體，從心理學家到外科醫生，都會積極地探索它扮演的角色，了解它在整個系統中的功能，」加爾內羅說，「隨著熱化學異常體研究變得越來越清晰，我們希望其他地球科學家也參與進來，探索這些性質如何與地球的大謎題進行整合。」

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