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比珠峰高百倍的两片外星大陆,为何被困地心?都是月亮惹的祸

如果你有透视眼,低头凝视地球深处会看到地球内部有两只手托着地核。一只手在太平洋下面,另一只在非洲下面。

这两只手的影子,最早由哈佛大学研究团队,在上世纪70年代末发现。它们基于大量地震波数据,发现有地球内部两处非常大的区域,地震横波(剪切波)扫过时传播速度明显减缓。根据波速分析,这是两处较为致密的大型岩石“斑块”。

地幔之中参杂一些固化致密的岩石并没什么大不了的,因此当时给它们起了个不太起眼的名字:大型横波低速带(LLSVPs),谁知后来它们却被称之为地球之瘤。

图:地球结构图解,红色为地幔

LLSVPs经过后来40年,9000多次地震数据的描绘,轮廓越来越清晰,最深处位于地下2900公里,处在地幔与地核之间的半固态层中,就像一双岩石之手捧着地核。

这双手是地幔下最大的结构体,且结构极为稳定,最大高度达到了1000公里,约为珠穆朗玛峰的113倍,最大宽度达到了3000多公里,俨然是两块耸立着大量“通天峰”的大陆。如果它们全部涌出,会在地表覆盖上100公里厚的岩浆。那么这两块大陆哪来的?

图:地震波减慢表明这两个区域的密度比周围其他区域高3.5%,也比普通岩石层更致密,且温度更高。

科学家研究了40多年,也困惑了40多年。正常来说岩石主要存在于地球外面的岩石圈中,然而它们却跑到了地核附近,并且密度与温度更高。一开始科学家研究的方向都集中在“它们是地球板块结构的碎片”。动力学研究人员致力于解释“洋壳俯冲如果把板块结构挤压下去”;还有一些科学家试图构建各种小行星模型,看速度究竟要有多快,个头要有多大,角度要有多刁钻,才能将如此之大的板块结构撞击进去;也有一些基于火山的研究;最后都无疾而终。

如果把地球比作鸡蛋,要让半个鸡蛋壳,穿过鸡蛋清到达蛋黄表面,需要什么力量?对于地球来说,这种力量是毁灭性的。哪怕再来100颗灭绝恐龙的小行星也只是在地球表面挠痒痒,根本波及不到地幔之下。

月球起源

亚利桑那州立大学的地球空间探索学院提出了另一个观点:这两块大陆不是地球原生的,而是来自于另一个星球,与月球息息相关。

关于月球的起源有一个假说――大碰撞分裂说。45亿年前,地球质量只有如今的9/10,在地球轨道附近存在着一颗“候选原行星(Theia,泰娅)”,大小与火星差不多,当原地球与之相遇,发生剧烈的碰撞。碰撞使原地球自转角度出现了偏斜,我们才有了春夏秋冬。

碰撞之后飞溅出的碎片,并没有飞远,在地球的引力下,围绕着地球旋转,像滚雪球般不断聚集,形成如今的月球,那么泰娅去哪了?根据其撞击力度与角度,泰娅会呈现出三种不同的结果:

第一种泰娅直接没入地核,最后与地核地幔融合,两个原行星外层的飞溅物形成了月球。

第二种:撞击太强烈,导致泰娅与原地球几乎完全汽化,也就是相当于它俩都撞散架了,变成了快速旋转的熔融和汽化的岩石团,然后再次塌陷成熔融状的地球,飞溅较远的物质慢慢形成了月球。

第三种:泰娅与地球来了个接触面较大的刮擦,泰娅一部分物质被地球引力吞并,剩余的泰娅与剩余的撞击碎片构成了月球。

这两片陆地来自于另一个世界

亚利桑那州立大学研究团队认为,泰娅没入了地球却并未与地核融合。天体在引力的作用下,内部密度更大,这就像泡沫会漂浮在水面,铅球会沉入水底。由于泰娅与原地球轨道接近,所以它们所含的物质含量接近。地核主要由金属铁元素构成,但是泰娅质量较小,内部引力也较小,所以泰娅较为核心的部分为各种金属元素混杂着致密的岩石,密度并没有地核那么大。

当它与地球发生撞击时,外部密度较小的物质会溅出,但是内部密度较大的岩石金属混合物会没入地幔深处。撞击击碎地壳,溅出部分地壳以及内部的地幔,促使地球表面形成炽热的岩浆海洋,将泰娅核心掩埋在地幔中,日积月累地壳再次凝固,而地球与泰娅溅出的物质形成月球。

这个假说并非无迹可寻,虽然地球之瘤深埋地幔之下,不过岩石再致密也不是金属,它们会缓慢上行。2019年,《科学数据库》发表了一项研究表明了:来自冰岛和萨摩亚的一些火山炽热岩石和岩浆羽流都蕴含了地球之瘤的物质,这些羽流可以追述到45亿年前――泰娅袭击了地球,地球之瘤是泰娅遗留在地球上的两片大陆。