撰文：詹尼佛.纳勒维基                2023年4月15日

地球南半球地震波产生的地下成像插图。（图片：亚利桑那州立大学爱德华.加内罗和李明明提供）

一个巨大的海底潜伏在地核附近。现在，地震成像显示，它可能围绕着大部分——如果不是全部的话——地核。

这个薄而致密的层，位于地球表面以下约2000英里（3200公里）处，在地核和地球的中间层，即地幔之间。根据4月5日发表在《科学进展》杂志上的一项研究，它可能涵盖了整个核-幔边界。

为了研究地球内部，地震学家测量的地震波，会放大穿过地球，然后返回地球表面。通过观察这些波在穿过地球内部的不同结构后，是如何变化的，研究人员可以绘制出地球内部的图。过去的研究在地核附近，发现了一些孤立的致密海洋地壳。这些气穴被称为“超低速带结构（ULVZ），”因为地震波在其中传播得非常缓慢。

阿拉巴马大学地质科学副教授、该研究的主要作者萨曼莎.汉森,在一封电子邮件中告诉《生活科学》：“之前只有[大约]20%的核-幔边界被调查过ULVZ，但在所有这些位置都没有发现，这种异常物质可能覆盖了整个地核。”

在这项新的研究中，科学家们在跨越南极洲的15个台站放置了地震设备，并收集了三年的数据。

这项研究标志着，首次使用南半球的数据对核-幔边界进行高分辨率成像。与直径450英里（724公里）的地核和厚度约1800英里（2900公里）厚的地幔相比，该层本身非常薄。

汉森说：“厚度确实会有所不同，这取决于位置。”一些地方的厚度约为3.1英里（5公里），其他地方的厚度为31英里（50公里）。

这一古老的海洋层，很可能是在地球构造板块移动时形成的，导致海洋物质在俯冲带被带入地球内部。在俯冲带中，两个板块碰撞，迫使一个板块沉入另一个板块之下。根据一份声明，随着时间的推移，“向下的海洋物质的堆积，沿着地核-地幔边界聚集，并被地幔中缓慢流动的岩石推动”。

研究人员认为，新探测到的ULVZs本质上是“地下山脉”，可以让热量从地球熔融的内核中逸出，按照这份声明。

汉森说：“这一层的存在可以缓冲穿过核-幔边界的热流，这一点很重要，因为地球这一部分的温度条件，已被证明会强烈影响地球的磁场。”。

汉森建议，这种隐藏的海底的块状物，也可能被卷进地幔羽流中，地幔羽流是熔融岩石射流的炽热的上升流，为夏威夷等地表的火山热点提供燃料。

汉森说：“此外，由于地幔羽流在很大程度上受核-幔边界附近的热条件控制，ULVZ的温度影响，可能有助于决定羽流的形成位置。”

研究小组计划，通过检查从南极洲所有可用的地震站收集的数据来扩大他们的研究。