上個(gè)世紀(jì)，前蘇聯(lián)的科拉超深鉆孔曾經(jīng)挖到了地下12公里，嘗試了解地球的深層結(jié)構(gòu)。可是，他們連地殼這一關(guān)都沒(méi)有通過(guò)。如果把地球比喻成一顆蘋果，我們還沒(méi)有鉆透蘋果皮……
根據(jù)科學(xué)家的探測(cè)，地球從外到內(nèi)可以分為三層，依次是地殼、地幔以及地核（其中地核又分為內(nèi)核以及外核）。盡管無(wú)數(shù)科學(xué)家嘗試在地球上打洞，卻沒(méi)有人成功鉆透地殼。即便是最深的科拉超深鉆孔，也只有大約12公里深，距離地殼平均厚度還差了5公里。沒(méi)有人知道地球內(nèi)部到底是什么模樣，難怪有人說(shuō)：我們對(duì)于地球內(nèi)部的了解，還不如對(duì)宇宙的了解多。
在相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間里，科學(xué)家都只能利用地震來(lái)了解地球內(nèi)部的構(gòu)造。地球內(nèi)部的震動(dòng)方式可以形成不同的地震波，我們借此可以推測(cè)地球內(nèi)部哪里比較致密、哪里有巖漿……
在幾十年前，科學(xué)家們?cè)诘睾伺c地幔之間的交界處，發(fā)現(xiàn)了大量的超高溫物質(zhì)。我們知道，地震波和聲波一樣都是機(jī)械波，在固體中傳播的速度比液體中要快。正是由于這些物質(zhì)導(dǎo)致地球內(nèi)部有更巨大的熔融區(qū)，可以使得地震波傳播速度降低了30%-50%，形成了一些所謂的“超低速區(qū)”，科學(xué)家才檢測(cè)出了這樣的結(jié)構(gòu)。
科學(xué)家告訴我們，這些超低速區(qū)就像是一個(gè)個(gè)的斑點(diǎn)一樣分布在地核-地幔交界處。它們位于地表以下2900公里的深度，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了人類所能達(dá)到的范圍，因此我們對(duì)它們的了解非常有限。能夠通過(guò)地震波檢測(cè)到它們的存在，已經(jīng)是非常令人興奮了。
（圖片說(shuō)明：地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖）
不過(guò)，地震波的能力也就到此為止了。盡管我們很長(zhǎng)時(shí)間以來(lái)一直依賴它探測(cè)地球乃至月球內(nèi)部結(jié)構(gòu)，但它的確算不上是一個(gè)好工具，通過(guò)它探測(cè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)有很多缺點(diǎn)——
地震不是想要就有的，科學(xué)家必須要“守株待兔”；
即使地震發(fā)生，我們也只能了解很小范圍內(nèi)的區(qū)域結(jié)構(gòu)；
較弱的信號(hào)可能會(huì)在傳播過(guò)程中消失，導(dǎo)致我們獲得的信息非常有限；
更重要的是，雖然很小的地震并不會(huì)造成傷害，但是沒(méi)有人希望大地震發(fā)生。
因此，雖然知道超低速區(qū)的存在，但沒(méi)有人清楚那里到底有什么。這種極端液體的本質(zhì)究竟是什么呢？是巖漿嗎？還是地核中滲透出來(lái)的熔融鐵？另外，它們究竟是怎么出現(xiàn)的呢？
為了解決那些地震波解決不了的問(wèn)題，自馬里蘭大學(xué)、約翰-霍普金斯大學(xué)和特拉維夫大學(xué)的研究人員提出了一種新的方法來(lái)對(duì)地球內(nèi)部進(jìn)行研究，那就是恒星研究法。當(dāng)然，他們不是真的要拿恒星來(lái)研究，而是一種用于研究恒星的計(jì)算程序，名為Sequencer。它原本是設(shè)計(jì)來(lái)研究天體的，但他們發(fā)現(xiàn)，它同樣可以在研究地震數(shù)據(jù)方面大顯身手，提供更多的參考數(shù)據(jù)。
他們?cè)谶@個(gè)計(jì)算程序里輸入了特定類型地震在最近30年共計(jì)7000次的圖譜，借此尋找與超低速區(qū)相關(guān)的地震波回波。這些回波以前都無(wú)法檢測(cè)到，但是逃不過(guò)這套算法的法眼。果然，研究人員有了重大的發(fā)現(xiàn)，并且在《科學(xué)》雜志上發(fā)表了這些研究成果。
馬里蘭大學(xué)的地質(zhì)學(xué)家Doyeon Kim介紹說(shuō)：“通過(guò)觀察數(shù)千個(gè)地核-地幔邊界的回波，而不是以往一次只關(guān)注少數(shù)幾個(gè)回波的方式，我們獲得了一個(gè)全新的視角。它告訴我們：地核-地幔邊界區(qū)域有很多可以產(chǎn)生這種回波的結(jié)構(gòu)，這是只有狹窄視角的我們所從未發(fā)現(xiàn)的?！?/p>
該程序傳回的結(jié)果顯示：地震波形在亞洲和大洋洲發(fā)生了細(xì)微的變化，這意味著南太平洋下方的地核附近有一個(gè)超低速區(qū)，它的具體位置大約在馬克薩斯群島的下方。對(duì)此，同樣來(lái)自馬里蘭大學(xué)的地質(zhì)學(xué)家Vedran Leki?非常興奮：“我們驚訝地發(fā)現(xiàn)，馬克薩斯群島的下方竟然有如此巨大的結(jié)構(gòu)，我們以前根本沒(méi)有意識(shí)到它的存在。這真的很令人興奮，因?yàn)樗砻髁薙equencer算法能夠如何幫助我們以一種以前完全做不到的方法，將全球的地震圖數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合觀察和理解?！?/p>
（圖片說(shuō)明：地震波回波展現(xiàn)出了地幔最底層的地球結(jié)構(gòu)，讓我們對(duì)超低速區(qū)有了一個(gè)全新的認(rèn)識(shí)）
與此同時(shí)，科學(xué)家們還發(fā)現(xiàn)，雖然他們以前就知道夏威夷的下方也有一個(gè)超低速區(qū)，但這個(gè)區(qū)域的規(guī)模遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)最初的認(rèn)識(shí)。從發(fā)現(xiàn)新的超低速區(qū)，到以前發(fā)現(xiàn)的超低速區(qū)規(guī)模的增大，都告訴我們一個(gè)答案：地球內(nèi)部的超低速區(qū)遠(yuǎn)比想象中要更加巨大。Leki?的介紹說(shuō)：“我們?cè)谒械卣鸩ǖ穆窂缴系?0%部分都發(fā)現(xiàn)了回波，這非常令人驚訝，因?yàn)槲覀儽緛?lái)推測(cè)它們比較罕見(jiàn)，這意味著地核-地幔邊界處的異常結(jié)構(gòu)比以前認(rèn)為的要普遍得多。”
在利用這個(gè)算法程序?qū)μ囟愋偷牡卣鸩ㄟM(jìn)行分析，成功在理解地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)方面取得突破之后，該團(tuán)隊(duì)準(zhǔn)備再接再厲，對(duì)其他類型的地震波進(jìn)行分析。通過(guò)更加完整、全面的分析，它或許可以在未來(lái)給人類提供一張更加“高分辨率的地球內(nèi)部地圖”。通過(guò)這些物理特性，科學(xué)家就可以更加了解地球內(nèi)部的化學(xué)成分和溫度等信息，讓人類了解自己究竟生活在怎樣的一顆星球上。
關(guān)于地球的內(nèi)部，還有太多的未解之謎等待著人類去探索。在真正“切開(kāi)”或者“鉆透”地球之前，我們只能通過(guò)這些方法來(lái)探索它。地心到底還有哪些秘密即將被揭開(kāi)，那就要看科學(xué)家能探索得多么深入了。也許，那里正隱藏著一個(gè)驚天的發(fā)現(xiàn)呢！
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