地球与所有的星球图（与科学家们一起）

在地球深处，科学家发现了比珠穆朗玛峰还要高的奇怪斑点和山脉

我们星球内部正在浮现的图景是一场“彻底的革命”。

图解：科学家们正在绘制一幅由斑点、羽状物和地球深处的金属海洋组成的非凡景观。罗斯特-9D /盖蒂图像/iStockphoto

天文学家卡尔·萨根1996年在他的最后一次采访中宣称:“我们生活在一颗围绕着单调恒星公转的金属岩石上。”。

这是对地球的简单描述，但在很长一段时间里，许多科学家都会赞同它。我们没有办法直接探索我们星球的内部；有史以来最深的钻孔，俄罗斯北极地区的科拉深钻孔，仅到达我们与地心距离的0.2%。因此，即使是最好的科学地图看起来也不比你中学仅展示了一个外壳，一个内核和中间叫做地幔的三层结构的教科书漫画好多少。

但这种情况正在改变。加州大学伯克利分校的芭芭拉·罗曼诺维奇等研究人员正在用地震波扫描我们星球的内部，就像医生用超声波观察病人一样。他们所看到是各种复杂的细节——不是平淡无奇的矿物块，而是丰富而充满活力的内部景观。

地幔看起来像洋葱一样分层，主要跃迁距离为250英里和410英里。在410英里深处，研究人员最近发现了一个巨大的内部山脉，其山峰可能比珠穆朗玛峰还要高。罗曼努维奇说:“最近，我们在大约1000英里深处发现了另一个变化。”。

岩层被不断上升的热岩石撕裂。在羽流之下，两个大约澳大利亚大小的奇怪斑点在地核之上跳动，一个在非洲之下，一个在太平洋之下。

罗曼努维奇说:“我们逐渐认识到这不是标准的卡通图片。”。"对地球动力学家来说，这是一场彻底的革命."

被斑点难倒了

地幔斑点特别有趣，因为它们会对地表生命产生影响。牛津大学地震学家玛丽亚·特谢赫米斯特伦科最近的工作证实了这些斑点是热地幔羽的来源——当这些羽流浮出水面时会引发毁灭性的超级火山爆发。

她的研究已经发现了非洲斑点和拉留尼旺地幔柱(目前在马达加斯加东部留尼旺岛下)之间的详细联系，拉留尼旺地幔柱在6700万年前在现在的印度引发了一波喷发，与大小行星撞击形成了一气呵成的效果，杀死了恐龙。

其他羽流导致了巨大的火山爆发，形成了冰岛，并继续推动黄石公园下面隆隆作响的活动。“在过去的几亿年里，这些事件、气候变化和大规模灭绝之间有很高的相关性，”特谢赫米斯特伦科说。

图解:基拉韦厄火山-5月6日，烟雾从夏威夷基拉韦厄火山升起，2018.USGS/Anadolu通讯社/盖蒂图片社

然而，地幔斑点的性质一直是个谜，主要是因为特谢赫米斯特伦科和她的同事们研究的地震波只是间接地揭示了我们星球的内部结构。波浪移动得更快或更慢，这取决于它们穿过的材料的温度和成分。然后，可以通过测量地表地面运动的仪器来探测波浪，并对其进行分析，以解释波浪通过的结构。

不幸的是，这种方法不能轻易区分温暖、致密的物质和较冷、较轻的物质。这留下了很大的解释空间。

剑桥大学地球物理学家桑恩·科塔绘制了这些斑点，她认为这些斑点是地球历史早期沉入地幔底部的高密度岩石。“它们位于更热的核心之上，因此会随着时间的推移而升温。高温会降低它们的密度，”她在邮件中说。

斑点就像锅上的盖子一样——炉子里的热量会导致里面的东西沸腾溢出，这有时是灾难性的。

生活在洋葱星球上

这一结论与罗曼努维奇关于地球内部是一系列重叠的洋葱状层的新兴观点相一致。科学家过去把地幔想象成一个单一的单元，在来自地核的热量的影响下慢慢搅动。他们总结道，一个整齐的上下环流拉动了地壳，移动了大陆，重塑了海洋。

罗曼努维奇说:“越来越多的人认识到事情并没有那么简单。”。相反，洋葱的每一层似乎都有自己的历史和进化。410英里的转变与地幔岩石结构的突变有关。在罗曼努维奇研究的600英里区域，上升的地幔羽似乎弯曲和偏转，就像撞到了墙上:“那一点还没有被理解。”

地幔下面的层也显示出十足的的复杂性。外核是一种熔融铁合金，像海水一样容易流动。“它也以类似海洋的速度循环，非常汹涌，”科塔说。

这种湍流至关重要，因为它会产生行星磁场，保护地球免受太阳风暴和宇宙辐射的影响。不太愉快的是，它可能会在某个地区突然爆发，甚至完全逆转。

地球的中心是内核，一个760英里宽的铁球。地震研究表明，它由铁晶体组成，即使比太阳表面更热，铁晶体也能通过巨大的压力保持固态。这是地球上最年轻的主要结构，不到十亿年前就开始从核心的液体部分冻结。更奇怪的是，内核的旋转速度略快于地球的其他部分。

罗曼努维奇说:“关于内核的结构还有很多很多问题。

回到地球的起源

最终目标是将地球所有洋葱层与我们星球的形成方式联系起来，这反过来将有助于解释它是如何成为今天这样一个有利于生命生存的世界的。加州理工学院的行星科学家大卫·史蒂文森将这个故事追溯到45亿年前，当时地球被一个火星大小的行星撞击。

这次碰撞激起的碎片被认为是月球的组成，但它也重塑了我们的星球。

“巨大的撞击可能融化或搅动了地球深处的一部分。史蒂文森说:“由此产生的液体与固体的分离，以及核心物质与地幔物质的分离，建立了一种进化到我们所看到的状态。”。核心、地幔斑点和分层都可能来自早期状态。

罗曼诺维奇想通过建造太平洋阵列来探索更多我们星球的内部历史，太平洋阵列是一个基于海洋的运动探测器网络，它将提供一种观察地震波穿过地球内部的新方法。“这是我们有些人已经努力了30年的事情，”她说。"我们需要它来照亮下地幔."

对史蒂文森来说，最终的梦想是以儒勒·凡尔纳的风格向下探索。有一次，他甚至提出了建造一个可以一直延伸到核心的探测器的想法。“这是一个开玩笑的想法，但如果能找到合适的样本，那就太好了，”他说。“我同意这样一种观点，即除非你去那里，否则你不会了解某个地方。当然，你得是一个机器人。”

参考资料

1.Wikipedia百科全书

2.天文学名词

3. Corey S. Powell- nbcnews-44ly

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