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北京时间5月6日消息,据美国生活科学网报道,你了解地球的内部结构吗?它不是由地核、地幔、地壳构成吗?最新研究显示,事情并非如此简单。就像夹心巧克力块里面有花生酱和蜂蜜一样,地球的内部远比外观呈现的差异性更大。5月2日,一项有关这方面的最新模拟研究报告发表在《科学》杂志上。

《科学》:重建地球构造模型

地球有四层(地壳-地幔-外核,每一层都有不同的密度、组成和厚度,离地心越近,就会发生本质的变化。

地球由几层构成,以前人们认为这些层都截然不同。地球的表皮或称地壳向下延伸大约25英里。地壳下面是地幔,它的部分区域延伸到地球中心。地幔是一个厚厚的页硅酸盐岩石层,它包围着密度非常大的铁镍核。地幔又被细分成上地幔和下地幔,它延伸到地球内部大约1800英里的地方。地幔下面的外核延伸到地球内部3200英里的地方,内核延伸到大约4000英里的地方。

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三百年前,英国科学家艾萨克·牛顿为当前有关地球各层密度的科学思想奠定了基础。

最新数据显示,地幔比以前人们认为的包含更多不同物质。因此现在人们认为对流(被加热的物质如何沸腾)的原理存在很大不同。亚利桑那州立大学的研究员艾伦·迈克纳马拉解释说:“设想一壶水正在沸腾,它是个合成物,现在将一罐蜂蜜倒进水壶里。蜂蜜要以对流方式进入水体,这是个更加复杂的体系。”根据这项最新数据,一种理论认为,长期以来测量的在地球内部穿行的震波的速度差异达到惊人程度。急剧的速度变化显示震波正通过不同物质。研究人员表示,在地球的每侧存在两个较大的化学成分截然不同的致密物质堆或堆积物,这个物体达到数百公里厚,一处位于太平洋下面,另一处位于大西洋和非洲下面。

相对地震波传播的平均速度来说,红色和蓝色区域表明地震波分别以较慢或较快的速度在传播。

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迈克纳马拉说:“这些物质像花生酱。它是固体岩石,但是巨大的压力和极高的温度让这些岩石变得像柔软的花生酱。因此任何压力都能引起它流动。”了解这种堆积物内部的物质是如何运动,将有助于科学家更好地理解地球表面板块是怎样运动引起地震并形成高山的。迈克纳马拉说:“这些堆积物指出了对流循环产生的方式,以及当前的循环方式。如果没有这些堆积物,对流将与现在完全不同。”

据美国生活科学网报道,众所周知地球由地核、地幔和地壳组成,这对了吗?很抱歉,现今科学家发现地球的构造并没有这么简单。像巧克力中间夹有花生酱和蜂蜜似的,科学家发现地球内部远比地表微妙,里面有胶粘物质,样子像花生酱似的。为此,科学家重新建造了地球构造模型,并将此新模型发表在5月2日出版的《科学》(Science)杂志上。

图为:地球结构

先前认为地球是由明显不同的几层结构构成。其中最外层的地壳大约有40公里。下面是深入地球中心近一半的地幔,由厚厚的硅酸盐岩层包围着稠密的铁镍地核。地幔分为上下地幔,其深度大约为2900公里。接下来是深度为5150公里的外层地核和6400公里的内层地核。

地球结构的理论和发现

但新数据表明地幔由更多的可变形物质组成,并以不同的方式进行对流工作。“你可以设想一壶开水,这本是由一种成分构成的,但现在要在这壶水里倒入蜂蜜。蜂蜜会借助水的沸腾来加速对流,从而使这壶蜂蜜水成为一个更加复杂的系统,”美国亚利桑那州大学研究人员艾伦:麦纳马拉解释说。这就是为何长久以来地震波常常以难以说明的不同速度在地球中传播的原因。

大约在1687年,艾萨克·牛顿得出结论,地球的内部一定是由一种致密的物质构成的。

科学家表示,急剧的速度变化表明有不同的材料。地球里面有二处化学性质截然不同的巨大的稠密材料堆,像“痔疮”一样分别位于地球两侧,其中一处位于太平洋下面,另一处位于大西洋和非洲下方。麦纳马拉说它们的样子像花生酱。“其实它们本来是坚固的岩石,但在高温高压下变得像花生酱似的柔软了。因此任何压力都能让它流动。”此发现将帮助科学家更好地了解地球板块的运动、引发地震的成因和山脉的形成。

牛顿是根据他对行星和引力的研究得出这个结论的。尽管现在科学思想发生了很大变化,牛顿关于密度的理论仍然相对不变。

现在,对地震及地震波的研究,对矿物和岩石的实验室实验,以及对压力和温度的研究,为今天的结论提供了依据。

这些结论是关于地球各层密度的增加及其与地球核心的接近程度,科学家们用这个和其他数据集来确定压力和温度。

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