我們的好奇心吸引了天堂,但我們腳下的世界也充滿了深層的奧秘。科學家不知道那裡的內容或一切如何工作。
地下通過地震波進行了研究 - 基本上是在地球上傳播的聲波。它就像聲納,但在岩石而不是水中。
科羅拉多州礦業學院的Kasper Van Wijk說:“地球物理學是基於查看從地面下面反彈的迴聲。” “在過去的100年中,這一直是地震學的基本思想。”
地震學家檢查波浪以確定地球內部的組成。
但是,科羅拉多大學博爾德分校的範·威克(Van Wijk)和他的同事阿納托利·列夫辛(Anatoli Levshin)將簡單的模特提出了質疑。他們進行了實驗,其中地球內部的障礙物可能會導致地震波在返回表面之前幾次彈跳。這些障礙不像道路上的巨石。它們可能只是密度或組成的差異。科學家稱它們不均勻。
“想像一下彈球機,”範·威克在電話採訪中說。 “您將彈球送下來,並在回到您身邊的途中彈跳很多次。如果您沒有任何障礙,它的行駛速度會更快。”
隱藏的障礙
一般的經驗法則是,濃密的材料,地震波傳播的速度越快。地質學家知道,較長的波長比較短的波長滲透得更深(這是您聽到經過的汽車的低音跳動的原因,而不是高頻。)
一個聲波在鋁板中向右移動。一部分波從金屬中的一個小孔中彈起,形成了環。學分:科羅拉多州礦業學院的物理聲學實驗室,地球物理學系
一般的情況是,某些波浪反射了花崗岩和砂岩之間的邊界層。通過測量這些波返回表面所需的時間,可以繪製內部的地質圖。
根據范·威克(Van Wijk)和列夫辛(Levshin)的說法,軟膏中的蒼蠅是,裂縫,洞穴或水下流等障礙物會引起地震波的多種反射,給人的印像是波浪已經減慢了。
研究人員在鋁的單個平板中模擬了這種效果,在其中蝕刻了小凹槽。通過金屬的聲波測量看起來好像平板中有層。
Van Wijk說:“如果您忽略'彈球'機制,那麼對分層的解釋可能是錯誤的。”他認為,分層和障礙的結合可能會影響所有地震數據。
彌合差距
這些結果,上個月在期刊上發表地球物理研究信,與尋找礦藏和石油儲量的地質調查有關,或評估在某個地區建造橋樑或隧道的可能風險。範·威克(Van Wijk)表示,可以通過將多個彈跳納入模型來改進這些調查。
在一項典型的調查中,地質學家通過在地下點燃炸藥的棒或用液壓懸架上的大型彈跳卡車振動地面,產生地震波,通常長到數百至數百碼(米)。
天然來源(例如地震和火山噴發)產生地震波更像是一公里(0.6英里)。這些海浪能夠將地殼穿過地球的地幔和核心。
範·威克(Van Wijk)說,這些所謂的“身體”波也可能在熔融岩石中的熱點和冷點之間多次反彈,或者在地幔和核心之間的可能的粗糙表面上。
範·威克(Van Wijk)說:“人們已經忽略了這一點,但我們認為這將變得越來越重要。”
那裡有什麼
- 地球半徑約為4,000英里(6,400公里)。其內部的主要層是降序的:地殼,地幔和核心。
- 地殼厚度平均約18英里(30公里),但在海洋下方僅約3英里(5公里)。它是輕巧而脆的,可以破裂。這是大多數地震發起的地方。
- 地幔更靈活 - 它流動而不是斷裂。它延伸至表面以下約1,800英里(2,900公里)。
- 核心由固體內核和流體外芯組成。流體包含鐵,隨著它的移動,它會產生地球的磁場。
- 地殼和上地幔形成岩石圈,將其分解成幾個板,這些板漂浮在下面的熱熔融地幔的頂部。