超級大陸藏身地下?新研究或顛覆人類認知

地球內部結構示意圖,攝於2021年6月29日。(記者宋碧龍/攝影)
地球內部結構示意圖,攝於2021年6月29日。(記者宋碧龍/攝影)

【記者李言/編譯】

科學家發現兩個埋藏在地幔深處的「超級大陸」,或顛覆人類對地球內部運作方式的認識。

根據《自然》(Nature)期刊發表的一項新研究,這些地球內部的未知區域似乎比周圍其它地層(包括已知的沉降板塊)更古老且更炙熱,而且年齡可能長達5億年。

這一發現表明,地球地幔的運作方式可能與我們的認知有所不同,可能流動性較低,且混合程度遠不如預期。

地幔深處「超級大陸」

這些埋藏於地球深處的「超級大陸」,被科學家稱為「超大剪力波低速帶」(LLSVP),分別位於非洲與太平洋下方,距離地表約1,930公里。

地震學家通過分析地震波的速度與方向變化發現了這些結構,就像超音波能顯示人體內部構造一樣。

荷蘭烏特勒支大學地震學家德烏斯(Arwen Deuss)表示,「沒有人確定它們是短暫現象,還是已存在數百萬甚至數十億年。」這些島嶼周圍環繞著通過隱沒作用(subduction)沉降至3,000公里深的構造板塊墓地。

隱沒作用是當密度較大的構造板塊(如海洋板塊)下沉至地幔的地質過程,過去塑造了地球上的山脈與火山。然而,這些「超級大陸」與沉降板塊不同,它們的溫度更高。

「我們知道這些『島嶼』位於地核與地幔邊界,地震波在這裡變慢,因為它們很熱。」德烏斯解釋,「但高溫不足以完全解釋這些異常。」

研究人員發現,這些結構的礦物晶粒比沉降板塊殘骸大得多。較小的晶粒數量多、邊界多,會增加地震波的衰減,而「超大剪力波低速帶」幾乎沒有衰減,顯示其結構極為古老。

像地表上的水晶或鐘乳石一樣,較大的晶粒代表更漫長的生長過程,這說明這些「超級大陸」比周圍的沉降板塊更古老,且可能未曾參與地幔對流運動。

這一發現顯示,地幔可能不像我們想像的那樣流動快速或混合均勻,而是保留了古老的穩定結構,也有助於地球物理學家更深入理解全球火山的形成與演化。

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