太平洋下方發現巨大密集物質結構, 直徑1000公裡, 組成未知!

科學家根據地震波的速度變化和角度偏折等原理探測地球內部結構並將其分為三層：地殼、地函和地核。但在真實情況下，地球構造極複雜性，讓科學家知道地球內部存在一些異於地函和地核的結構。早期由於數據有限，科學家也難以判斷其結構深度及組成。近年來，地球深部地震層析研究發現，在核幔界面之上還存在著一個不連續的，厚度變化很大的超低速帶(ULVZ)。

據發表於《科學》（Science）期刊的一項研究報告顯示，一個科學團隊在南太平洋群島下方發現新的密集物質結構，這結構就是神秘的超低速區，其直徑約1000公裡、約25公裡厚。之所以被稱為超低速帶，主要是因為地震波以較慢的速度穿過它們，此類區域中物質呈固態，具有高密度，高地震波速的特點，但結構組成仍然是個謎。

來自馬裡蘭大學（UMD）、約翰·霍普金斯大學和以色列臺拉維夫大學的國際團隊使用新演算法「Sequencer」分析過去30年來的地震圖，分析了成千上萬條地震波，識別來自地核與固體地函邊界的回波，發現南太平洋馬克薩斯群島（Marquesas）正下方有一個巨大的、以前未知的結構，由異常密集的熱巖石組成。

「Sequencer」原本是一種研究恆星的算法，沒想嘗試在探測地震回波時，竟能發現地函邊界處的異常結構。團隊分析1990～2018年間太平洋發生數百次6.5級及以上地震的7000張地震圖。在這項研究中，團隊專注於一類特殊的地震波（稱為剪切波）產生的回波。如果一次只查看單張地震圖，則剪立波的回波很難與隨機噪音區分。但若一次查看多張地震圖，就能發現相似性與模式。

結果在新算法的幫助下，團隊發現約有40%地震波路徑都發現回波，這代表在地函邊界的異常結構比以前設想的還要寬廣，尤其夏威夷下方有一塊相當密集的物質會產生獨特響亮回聲，符合超低速區特徵，這意味著地球中的超低速區比想像中還要廣泛。

團隊中的天體物理學布裡斯·梅納德（BriceMénard）表示：「通過這種新的數據查看方法，我們可以更加清晰地看到並識別地震回波的微弱信號，並使用它們創建地圖。」

馬裡蘭大學地震學家多恩·金（DoyenKim）解釋說：「想像一下，您在黑暗中的外面，如果拍手然後聽到回聲，您知道牆壁或垂直結構是在你的面前。這就是蝙蝠在周圍環境中回聲的方式。」

「而通過一次查看數千個地函邊界回波，而不是像通常那樣一次只關注幾個回波，我們有了一個全新的視角。這也表明，地核、地函邊界區域具有許多可以產生這些回波的結構，而這些是我們以前從未意識到的。」

總體研究結果表明，地球內部比我們所認識的還要複雜。而在科學家眼裡，研究地幔很重要，因為它可以揭示地球結構如何隨著時間發展和變化。地幔實際上是火山活動以及板塊構造的發動機，確定ULV區域可能有助於我們更好地了解地球板塊構造及地球的演化。