看不见的世界，比珠穆朗玛峰高100倍的超级山脉被发现

想象一下，两座巨大的山脉，每座都高达1000公里以上，比珠穆朗玛峰高一百倍，用“通天塔”去形容可能最为贴切。

遗憾的是，两座山脉都深埋在我们的脚下，完全无法用肉眼看到。

珠穆朗玛峰

这个令人惊讶的发现来自荷兰乌得勒支大学（Utrecht University）的一个研究团队，研究报告已发表在科学期刊《自然》上。这两个神秘的“超级山脉”隐藏在地球表面2000公里深处——就在太平洋下面，靠近印尼群岛。

这些结构被称为大型低地震波速度省 (LLSVPs)——在这些地区，地震波的传播速度显著慢于周围地幔的速度。

但是，这个发现不仅仅是关于大小。LLSVPs 不仅比周围的地幔区域大得多、热得多，而且还要古老得多。研究人员估计，这些结构可能形成于 40 亿年前，比大多数地质构造都要古老。

什么是LLSVPs？

LLSVPs是下地幔中的广阔区域，20世纪末通过大地震的地震波分析首次被检测到。它们位于太平洋和非洲下方，这些地区靠近印尼群岛。当地震波通过这些区域时，它们会大幅减慢——因此得名为“低剪切速度”（low shear velocity）。

然而，最近的研究发现，不仅仅是速度发生了变化。通过分析地震波失去的能量——称为阻尼——科学家们正在对地球内部结构获得新的认识。

地核液态外核（LLSVP）的位置和地球横截面图，显示地震波速度和衰减 | 来源：乌得勒支大学

古代岛屿之谜

几十年来，科学家们一直认为地球的地幔是一个动态系统，其中热材料会上升，较冷的材料会下沉，形成一个连续的循环。但是这项新的研究挑战了这个观点。乌得勒支团队发现，地幔中的这两个“隐藏岛屿”似乎非常稳定，自形成以来变化很小。

LLSVPs是首先通过分析主要地震的地震波被发现。当地震发生时，地球像一个巨大的钟一样振动。这些振动以波的形式传播，它们的传播方式使科学家能够窥见我们地球内部的奥秘。

在LLSVPs区域，这些波传播得更慢——表明该区域的物质更热且成分不同。

根据研究者Sujania Talavera-Soza的说法，最令人惊讶的是，这些波在通过地函上地幔（LLSVPs）时并没有显著减弱——这点与周围的地区不同，周围的地区就像是“板块的坟场”，吸收了大量的地震能量。

这意味着，尽管更热，LLSVPs 并不会像之前假设的那样减弱地震波。

是什么导致了这种现象？

为了理解地震波在这些区域表现异常的原因，研究人员调查了LLSVPs的微观结构。结果发现，矿物颗粒的大小是关键因素。

在地壳板块沉入地幔的区域，冷材料会重新结晶成细粒结构。当地震波通过这些区域时，它们的能量会被吸收，因为地震波必须通过众多晶粒边界。这就是为什么地震能量在这些区域迅速衰减的原因。

相比之下，下地幔对流单元（LLSVPs）由更大得多的颗粒组成，这使得地震波可以穿过而不会损失太多能量。由于这些大颗粒生长得非常缓慢，这表明下地幔对流单元的结构非常古老——可能甚至比大陆地壳本身还要古老。

地球核心如何塑造我们

这两个“超级山脉”的存在可能彻底改变我们对地球地质演变的理解。据认为，LLSVPs是地幔柱的起源点——这些热物质的柱状结构会上升到地表并引发火山活动，例如夏威夷的火山活动。

换句话说，这些古代结构可能是驱动地表重大地质事件的隐藏动力。它们是“地球内部的发动机”，推动着山脉的形成、火山的喷发以及板块的移动。

看不见的世界之下

这项研究不仅揭示了地球内部结构的新认识，还突显出在我们脚下仍然隐藏着许多的谜团。尽管这些特征尚无法被挖掘或直接探索，但地震技术的进步将继续为我们提供有关这个奇异地下世界的宝贵线索。

自1975年以来，地震仪记录了成千上万次高质量的地震。其中最显著的是1994年玻利维亚地震，这次地震发生在650公里的深度——因为震源太深没有造成地表破坏，但却非常适合将地震波传播到整个地球。

随着科技的日益进步，科学家们希望揭开地球更多隐藏的结构，更深入地了解我们称之为家园的星球的起源。

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