一项新的研究发现,大陆大小的岛屿深处可能已经有十亿多年的历史了。
这些斑点被称为大型低层速度省(LLSVP),比地幔附近地区既热又年龄较大。调查结果于1月22日在杂志上发表,在地球深内部亮着光,可以帮助解释地幔如何随着时间的流逝而移动。
科学家已经知道这些LLSVP已有几十年了。这两个巨大的斑点(一个在太平洋下方,一个下方一个斑点)位于地球地幔与其外部核心之间的边界上,在地面以下约1,900英里(3,000公里)。
“人们一直在想知道自己是什么。”Arwen Deuss,荷兰乌得勒支大学的地震学家告诉现场科学。 “我们唯一知道的是,当地震浪潮穿过这些地方时,它们会放慢脚步。”
为了更好地理解LLSVP的本质,Deuss和她的同事通过地震数据从100多个地震中进行了测试,足以在整个星球上回荡,包括LLSVPS和周围的地幔。
从这些数据中,研究人员既计算出地震波的速度,又计算出他们在地幔的不同部分中损失能量的速度。与以前的工作一致,团队发现,地震波在LLSVP中的移动速度要比通过地幔的其他部分慢,这表明斑点比周围的环境更热。但是海浪损失的能量远低于通过LLSVP的预期。团队怀疑的另一个功能,例如构图的变化,必须负责意外结果。
计算机模型表明,LLSVP中的晶体矿物质的大小可能起作用。每当波浪越过两个晶体之间的边界,称为晶界,都会失去能量。如果晶体较小,则在给定的体积中有更多这些晶界。
Deuss将地震波比作跑步。她说:“如果您在沙丘上跑步,当您有很多小谷物时,那么您会很累,因为您会沉入沙子中。”当地震波穿过LLSVP周围的地幔区域时,也发生了同样的事情。地幔的那部分是由旧的当它们沉入地球深处时,那将变成小块。
相比之下,LLSVP的晶体比周围的晶体更大。由于海浪在穿过LLSVP时不会经常遇到晶粒边界,因此它们的能量不会像周围岩石中那样损失。 Deuss说,地幔中的晶体需要很长时间才能生长,因此LLSVP中的较大晶体很可能在相当长的一段时间内一直受到干扰。
迪斯说:“他们一定去了至少十亿年。” “然后一切突然掉入了到位,因为许多人一直怀疑他们可能很老,但是没有人可以证明这一点。”
地幔的这些较旧部分可以洞悉地幔如何随着时间的流逝而移动和混合。 Deuss告诉Live Science,稳定的LLSVP可能有助于解释为什么世界各地的火山岩具有不同的组成或构造板的组织方式。但是确切地确定这些影响如何显示在记录将需要进一步的现场研究。
有了新的发现,“现在人们可以做很多其他调查来弄清楚这些地方的起源是什么?为什么他们坐在那里?这可能会导致许多仍然需要答案的科学中其他出色的问题,”迪斯说。