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地球外核神秘层起因!来自地表水往深处渗透

2023年11月17日6:55 未解之谜网

几十年前,地震学家成像地球深处发现一个神秘薄层,厚度仅数百公里,这个被称为 E prime 层的起源迄今还是个谜。最近,新研究指出地球表面的水不断渗透至地球深处,改变了金属液体核心最外层区域并形成明显新薄层。

地球主要由地壳、地函、外核、内核构成,但几十年前,研究人员透过地震波记录到地球核心外围存在一个厚度仅数百公里、称为 E prime 的神秘薄层,没人知道形成原因。

有人认为可能是古老海床向地球深处移动,以相对较薄一层的物质包围住核心,但来自韩国、美国、德国的一个国际科学团队认为,可能是地表水向下渗透引发的连锁效应。

研究人员表示,地表水透过存于聚合板块边缘的隐没带(subduction zone)不断输送至地球深处,当这些水抵达地表以下约 2,900 公里(1,800 英里)的核函边界(core-mantle boundary,CMB),会引发强大化学相互作用,导致地核、地函在长达数十亿年间不断交换物质,最终促使 E Prime 层形成。

地表水抵达核函边界后,引发化学作用与物质交换。(Source:亚利桑那州立大学/延世大学)

而团队新高压实验结果证明:水会与核心硅发生化学反应形成富氢贫硅层,进而将外核边界区域转变为薄膜状结构,并将二氧化硅晶体输送到下部地函。

新形成的外核液态金属层密度降低,导致地震波速也降低,与地震学家绘制的异常特征一致。

原本人们认为地核与地函之间的物质交换程度很微弱,但新研究表明核函相互作用会交换大量物质,也指出全球水循环过程比想象中还复杂。

地球的熔融铁外核是地球磁场产生的关键,因此了解地球内部如何运作、如何随时间演变也非常重要。

新论文发表在《自然地球科学》期刊。

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