揭秘地球深处的历史遗迹

在距我们脚下约 3000 公里（即 1864 英里）处，有条神秘物质带，即 D 层，它一直令科学家们兴趣浓厚。新研究表明，这一层可能源于数十亿年前覆盖早期地球的古代岩浆海洋。国际研究小组的模拟显示，古代岩浆海洋底部在极端压力和温度驱动下的化学反应，或许会导致如今我们在 D 层所看到的不均匀现象。他们的模拟在关键一点上与以往模型不同：地球古代岩浆海洋中有水的存在，但在冷却凝固这些海洋时，很少考虑水对其的影响。根据这项新研究，水可能与矿物质混合，产生过氧化铁镁或镁（Fe，Mg）O2，这种过氧化物能吸引铁，所以其存在可解释富铁层如何在 D 层的边界上方形成。北京高压科技先进研究中心数据科学家胡庆阳表示：“我们的研究显示，含水岩浆海洋有利于形成富含铁的相，也就是铁镁过氧化物。”“依我们的计算，它对铁的亲和力可能致使铁主导的过氧化物在几至几十公里厚的层中积累。”在他们的新论文中，研究小组指出，当铁被拖拽时，这些化学反应会集中在某些区域，进而形成 D 层。若他们的想法正确，这也将有助于解释地球深处的超低速度带（ULVZs），即物质密集能让地震波缓慢如爬行的区域。此外，研究人员认为，这些富含铁的地层可能具有绝缘作用，使下地幔底部不同区域相互隔离。研究人员称：“我们的发现表明，富含铁的过氧化物由岩浆海洋中的古代水形成，在 D 层的非均质结构中起着关键作用。”约 45 亿年前，科学家认为在与另一颗行星的巨大碰撞中形成了这片岩浆海洋。一些剩余大块被喷射出去形成了如今我们所说的月球，大量挥发性元素（包括碳、氮、氢和硫）的混合物留在了地球上，有助于激发生命。当然，追溯如此漫长的时间并非易事，关于地球表面下的情况及其成因仍有诸多科学争论。随着我们对这类问题的解答不断完善，我们对数十亿年前的地球也有了更好的了解。普林斯顿大学地球物理学家邓杰说：“该模型与近期数值模拟结果非常吻合，表明底层地幔的不均匀性或许是一个长期特征。”