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科學家首次承認發現地心世界
科學家首次承認發現地心世界
更新时间:2025-04-04 19:38:46

上個世紀,前蘇聯的科拉超深鑽孔曾經挖到了地下12公裡,嘗試了解地球的深層結構。可是,他們連地殼這一關都沒有通過。如果把地球比喻成一顆蘋果,我們還沒有鑽透蘋果皮……

科學家首次承認發現地心世界(科學家解密地心周圍的神秘結構)1

根據科學家的探測,地球從外到内可以分為三層,依次是地殼、地幔以及地核(其中地核又分為内核以及外核)。盡管無數科學家嘗試在地球上打洞,卻沒有人成功鑽透地殼。即便是最深的科拉超深鑽孔,也隻有大約12公裡深,距離地殼平均厚度還差了5公裡。沒有人知道地球内部到底是什麼模樣,難怪有人說:我們對于地球内部的了解,還不如對宇宙的了解多。

在相當長的一段時間裡,科學家都隻能利用地震來了解地球内部的構造。地球内部的震動方式可以形成不同的地震波,我們借此可以推測地球内部哪裡比較緻密、哪裡有岩漿……

科學家首次承認發現地心世界(科學家解密地心周圍的神秘結構)2

在幾十年前,科學家們在地核與地幔之間的交界處,發現了大量的超高溫物質。我們知道,地震波和聲波一樣都是機械波,在固體中傳播的速度比液體中要快。正是由于這些物質導緻地球内部有更巨大的熔融區,可以使得地震波傳播速度降低了30%-50%,形成了一些所謂的“超低速區”,科學家才檢測出了這樣的結構。

科學家告訴我們,這些超低速區就像是一個個的斑點一樣分布在地核-地幔交界處。它們位于地表以下2900公裡的深度,遠遠超過了人類所能達到的範圍,因此我們對它們的了解非常有限。能夠通過地震波檢測到它們的存在,已經是非常令人興奮了。

科學家首次承認發現地心世界(科學家解密地心周圍的神秘結構)3

(圖片說明:地球内部結構示意圖)

不過,地震波的能力也就到此為止了。盡管我們很長時間以來一直依賴它探測地球乃至月球内部結構,但它的确算不上是一個好工具,通過它探測内部結構有很多缺點——

  • 地震不是想要就有的,科學家必須要“守株待兔”;
  • 即使地震發生,我們也隻能了解很小範圍内的區域結構;
  • 較弱的信号可能會在傳播過程中消失,導緻我們獲得的信息非常有限;
  • 更重要的是,雖然很小的地震并不會造成傷害,但是沒有人希望大地震發生。

科學家首次承認發現地心世界(科學家解密地心周圍的神秘結構)4

因此,雖然知道超低速區的存在,但沒有人清楚那裡到底有什麼。這種極端液體的本質究竟是什麼呢?是岩漿嗎?還是地核中滲透出來的熔融鐵?另外,它們究竟是怎麼出現的呢?

為了解決那些地震波解決不了的問題,自馬裡蘭大學、約翰-霍普金斯大學和特拉維夫大學的研究人員提出了一種新的方法來對地球内部進行研究,那就是恒星研究法。當然,他們不是真的要拿恒星來研究,而是一種用于研究恒星的計算程序,名為Sequencer。它原本是設計來研究天體的,但他們發現,它同樣可以在研究地震數據方面大顯身手,提供更多的參考數據。

他們在這個計算程序裡輸入了特定類型地震在最近30年共計7000次的圖譜,借此尋找與超低速區相關的地震波回波。這些回波以前都無法檢測到,但是逃不過這套算法的法眼。果然,研究人員有了重大的發現,并且在《科學》雜志上發表了這些研究成果。

科學家首次承認發現地心世界(科學家解密地心周圍的神秘結構)5

馬裡蘭大學的地質學家Doyeon Kim介紹說:“通過觀察數千個地核-地幔邊界的回波,而不是以往一次隻關注少數幾個回波的方式,我們獲得了一個全新的視角。它告訴我們:地核-地幔邊界區域有很多可以産生這種回波的結構,這是隻有狹窄視角的我們所從未發現的。”

該程序傳回的結果顯示:地震波形在亞洲和大洋洲發生了細微的變化,這意味着南太平洋下方的地核附近有一個超低速區,它的具體位置大約在馬克薩斯群島的下方。對此,同樣來自馬裡蘭大學的地質學家Vedran Lekić非常興奮:“我們驚訝地發現,馬克薩斯群島的下方竟然有如此巨大的結構,我們以前根本沒有意識到它的存在。這真的很令人興奮,因為它表明了Sequencer算法能夠如何幫助我們以一種以前完全做不到的方法,将全球的地震圖數據進行綜合觀察和理解。”

科學家首次承認發現地心世界(科學家解密地心周圍的神秘結構)6

(圖片說明:地震波回波展現出了地幔最底層的地球結構,讓我們對超低速區有了一個全新的認識)

與此同時,科學家們還發現,雖然他們以前就知道夏威夷的下方也有一個超低速區,但這個區域的規模遠遠超過最初的認識。從發現新的超低速區,到以前發現的超低速區規模的增大,都告訴我們一個答案:地球内部的超低速區遠比想象中要更加巨大。Lekić的介紹說:“我們在所有地震波的路徑上的40%部分都發現了回波,這非常令人驚訝,因為我們本來推測它們比較罕見,這意味着地核-地幔邊界處的異常結構比以前認為的要普遍得多。”

在利用這個算法程序對特定類型的地震波進行分析,成功在理解地球内部結構方面取得突破之後,該團隊準備再接再厲,對其他類型的地震波進行分析。通過更加完整、全面的分析,它或許可以在未來給人類提供一張更加“高分辨率的地球内部地圖”。通過這些物理特性,科學家就可以更加了解地球内部的化學成分和溫度等信息,讓人類了解自己究竟生活在怎樣的一顆星球上。

科學家首次承認發現地心世界(科學家解密地心周圍的神秘結構)7

關于地球的内部,還有太多的未解之謎等待着人類去探索。在真正“切開”或者“鑽透”地球之前,我們隻能通過這些方法來探索它。地心到底還有哪些秘密即将被揭開,那就要看科學家能探索得多麼深入了。也許,那裡正隐藏着一個驚天的發現呢!

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