研究揭示地球地幔深处“沉没世界”神秘块体的存在
时间：2025-01-22 18:40
小编：小世评选
近日，2024年11月4日刊登于《科学报告》期刊的一项研究成果引起了科学界的广泛关注。通过最新的地震成像技术，科学家们在地球地幔的深处发现了许多异常区域，这些区域被称为“沉没世界（sunken worlds）”，它们可能是古代地壳的碎片。这一发现挑战了我们对地球内部结构的认知，为进一步探索地球的演变提供了新的线索。
长期以来，科学家们依赖地震仪器绘制地球内部三维图像，通过分析地震波在地壳和地幔之间的传播路径，以了解其结构。这种方法使他们能够识别因板块俯冲而拉入地幔的古代地壳碎片。2019年，研究者曾在复活节岛下方的地幔深度发现了一片沉入地幔的海底地壳，这一发现让科学界为之一振。
然而新近的研究表明，西太平洋等地幔深处出现了更多的异常块体。瑞士苏黎世联邦理工学院（ETH Zurich）地质研究所的博士生托马斯·斯考滕（Thomas Schouten）在声明中指出：“这对我们来说是一个难题。利用新的高分辨率模型，我们在地球地幔中发现了广泛分布的这些异常区域，但它们的具体本质仍然无法确定。”这表明，人类对地球深部结构了解的复杂性与挑战。
研究团队提出了几种可能的解释，认为这些块体可能是一种古老的类地壳物质，这些物质可能自地幔形成以来已经存在了约40亿年，或者是在过去几亿年内在地幔内部积累形成的高密度物质。但目前的研究仍处于推测阶段，具体的性质尚待进一步验证。
为了获得这一突破性发现，研究团队应用了名为“全波形反演”的新型技术。这种技术通过计算机模型将全球不同地震事件产生的地震数据整合，使得研究人员得以构建出清晰的地球内部结构图。由于这一过程的计算复杂度极高，研究者们依托于瑞士国家超级计算中心的“Piz Daint”超级计算机，这台曾被认为是欧洲最强大的计算机，极大地加速了数据处理进程。
研究合著者安德烈亚斯·菲希特纳（Andreas Fichtner）将全波形反演技术的应用与医学影像技术的进步进行了类比，强调了其在地球内部成像领域的革命性。他表示：“想象一下，如果一位医生经过几十年的研究才能更好地理解循环系统，我们目前的情绪也正是如此。”通过这一技术，科学家们不仅能够更细致地研究地球内部结构，也能更准确地推测潜在物质的特性。
虽然研究者们认为这些新发现的块体可能与已知的俯冲板块具相似的地震波速度，但这并不能直接证明它们是同样的物质。斯考滕强调：“我们需要计算不同物质的参数，以确定它们是否能够产生我们所观察到的地震波速度。本质上，我们必须深入研究波速背后的物质特性。”
这一研究不仅加深了人们对地球内部的认识，同时也为未来更深入的地质研究提供了潜在的研究方向。随着技术的进步，科学家们相信，有望在不久的将来进一步解开地球深处的“沉没世界”的神秘面纱。这也将为理解地球的形成与演变、板块构造等重要理论奠定更为坚实的基础。
总体而言，地球深部的研究正处在一个激动人心的时刻，科研人员的持续努力将不断推动我们对这个蓝色星球的认识。随着更多的发现与新技术的应用，地球地幔的秘密将逐步浮现，成为科学界的一大亮点。
