科学家发现非洲和太平洋下面有两个巨大圆球状结构，大如澳洲大陆

　　我们都知道地球的大致结构为表层的地壳下是地幔，地幔下是地核，这是最简单的三层分类法，实际上每一层还都有很多结构，比如在地幔中，就有上地幔、下地幔、软流层、雷波蒂面等层面结构，其上下还有莫霍面和古登堡面，所以其结构也并不简单。已有科学家称在地幔中发现了两团奇特的结构，如同两个圆球（或者水泡）分布在地核两侧，其性质和存在机理让科学家们困惑不已。

　　↑地球的层状结构

　　这两个圆球状结构十分巨大，直径可达上千公里，横向和径向长度不等，但面积很大，高度则在700~1000公里之间，用发现者的话说就是“像珠穆朗玛峰高度的100倍”，其中一个结构在非洲大陆的下面，这个块状体的面积接近澳洲大陆，另一个在太平洋下面，面积稍小，两者在地核两侧呈对称分布，科学家已正式将其定名为“大型低剪切波速度块体(LLSVPs)”。

　　↑图中黄褐色部分既是大型低剪切波速度块体

　　研究者们还通过模型详细测试了可能影响两个水泡状团块的体积和密度差异，认为LLSVPs的存在会对大陆的地形、重力、表面火山活动和板块运动的变化起到较大的影响力。

　　这两个奇特的结构最早是由中国科技大学吴忠庆教授、课题组王文忠博士和美国密歇根州立大学刘嘉超博士、亚利桑那州立大学李明明教授合作，通过高温高压实验和第一性原理计算，以及地球地震波数据分析中发现的，研究成果最早发布于2019年3月份，2021年3月份又发表了成因揭秘，今年3月份，中文业界资讯又进行了报道。研究者们通过更精细的观测分析，认为非洲大陆下的圆球状结构要比太平洋下的结构在面积上大出1000公里左右，而且非洲大陆下的圆球状结构密度比较小，特别是相对于其周边地幔物质要略小一些，而太平洋之下的结构密度比较大，比周边物质或略大一些，这或可解释为什么整个非洲大陆的海拔都很高，而太平洋却很深的原因。

　　研究者们还认为非洲下方的水泡状块体，可能在最近的地质时期一直在上升，其不但导致了非洲大陆的抬升，还使得非洲东部大裂谷的出现以及火山和地震活动的频繁发生。

　　为了了解这两个LLSVPs的性质、特征和形成机制，研究者们运行了数百个地幔对流模型模拟，但成因十分复杂，至今仍难完全解释，推测这两者都是由地球形成早期的岩浆演化形成的含三价铁的布里奇曼石分解成极度富三价铁布里奇曼石时催生的大型低剪切波速块体的形成，因为富三价铁布里奇曼石具有低波速、高泊松比和高密度特性，其在地幔中约占5%到15%，这能很好地解释有关大型低剪切波速块体的地震学观测结果，而地球动力学模拟也显示这种水泡状异常体能在下地幔中形成类似于大型低剪切波速块体的结构。不过这两个圆球状物可能有不同的组成和演变历史。

　　专家们认为这一发现对理解地球内部结构与物质组成，深层地幔结构的现状和演变，以及地幔对流性质等方面都具有深远意义，它将从根本上改变科学家们对深层地幔形成过程的认知。

　　参考资料：

　　《中文业界资讯（cnBate）》3月13日文章《地球地幔中的两个巨大神秘团块令科学家们困惑不已》

　　《光明网》2021年3月31日文章《科学家“解密”地球下地幔底部大型结构体成因》

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