地球核心“泄露”,古老物质浮出地表

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地球核心的原始物质正通过地幔“泄露”到地表，巨大岩浆柱和神秘“大陆块”或为通道，颠覆传统地质认知。



地球，这个我们脚下的蓝色星球，其内部活动远比我们想象的复杂。地壳之下，地幔如流动的橡皮泥般翻腾，推动火山喷发与板块移动。而在地幔深处，液态金属构成的外核如海洋般环绕地球，生成保护性的磁场。长期以来，科学家认为地幔与外核之间的边界泾渭分明，轻质的地幔岩石理应漂浮在较重的金属核之上。然而，近期两项研究揭示了一个令人震惊的事实：地球核心正在“泄露”，古老物质正悄然上升到地表。

这一发现让人瞠目结舌。布朗大学的地球动力学家Harriet Lau感叹：“这有点疯狂。”她并未参与这两项研究，但对核心物质可能渗入地幔的假设感到兴奋。Woods Hole海洋研究所的岩石学家Forrest Horton也表示，这一猜想“令人振奋”。那么，这些深藏地心的物质如何突破重重阻碍，抵达地表？

科学家通过地震波的传播路径窥探地球内部的秘密。地震波在穿过不同物质时会改变速度和方向，遇到高温物质会减慢，穿过低温区域则加速。早在19世纪末，地震学家便利用这些数据勾勒出地球的分层结构：岩石地幔包裹着液态金属核心。1936年，丹麦地震学家Inge Lehmann通过分析地震波的异常传播，提出地球核心内部还存在一个固态的铁镍内核，大小堪比一颗小型行星。这一发现彻底改变了我们对地球结构的认知。

近年来，地震学研究进一步揭示了核心的动态：内核不仅自旋，还会加速或减慢，甚至周期性地改变形状。而地幔，占据地球体积的84%，被发现布满了炽热的岩浆柱。这些岩浆柱从地底升起，形成如夏威夷群岛般的巨大火山链。然而，核心与地幔之间的边界本应是两个截然不同的地质世界的分界线，热量之外的物质难以跨越。正如马里兰大学的地震学家Vedran Lekić所说：“这就像是两颗行星的交汇。”

但事实并非如此。半个世纪前，科学家在火山岩中发现了异常的氦同位素，暗示地心物质可能正在“泄露”。氦有两种稳定同位素：氦-3和氦-4。氦-4由地幔中铀和钍的放射性衰变得来，常见于地表和地幔。而氦-3则主要形成于46亿年前地球诞生之时，理论上被封存在核心深处。20世纪70年代，科学家在洋中脊和火山岩浆中检测到高浓度的氦-3，推测其来源极可能是地心。



为了寻找更确凿的证据，德国哥廷根大学的地球化学家Matthias Willbold带领团队聚焦于一种名为钌的元素。钌是一种“亲铁”元素，倾向于附着在金属而非岩石上。在地球形成之初，液态铁滴带着钌等亲铁元素沉入核心。因此，特定同位素钌-100被认为是核心的独特标记。Willbold的团队在加拉帕戈斯群岛、夏威夷和加拿大巴芬岛的火山岩中寻找钌-100的踪迹。这些地点均与地幔岩浆柱相关。提取微量钌-100的过程极为复杂，Willbold形容其难度如同“酿造威士忌的千倍”。最终，他们在《自然》杂志发表的研究显示，这三个地点均存在钌-100和氦-3异常，强有力地证明核心物质正混入地幔。

那么，这些物质如何穿越地幔到达地表？答案可能与两个神秘的“大陆块”有关。20世纪70年代，地震学家首次发现地幔核心边界处存在两个巨型结构，分别位于非洲和太平洋下方，占据边界面积的近30%。这些被称为“斑块”的结构异常炽热却密度极高，无法浮升至地幔上部。有人猜测它们是早期地球表面板块沉入地幔的残骸，或是远古行星撞击地球的碎片。更为关键的是，许多火山岩浆柱似乎直接从这些斑块中升起，暗示它们可能是核心物质的“运输通道”。

荷兰乌特勒支大学的地震学家Sujania Talavera-Soza团队进一步研究了这些斑块的内部结构。他们发现，地震波在穿过斑块时能量损失极小，表明这些斑块可能由大型晶体构成，而非预想中的小型晶体堆积。这种意外发现让人困惑：高温的斑块为何能维持大晶体？Talavera-Soza坦言，团队花了很长时间验证数据的准确性。这一结果可能意味着核心物质通过大晶体构成的“迷宫”渗入地幔。

尽管疑问尚多，但一个事实已毋庸置疑：数十亿年前沉入地心的物质，如今正以某种方式重现于地表，喷发在蓝天下。这不仅颠覆了我们对地球结构的认知，也为探索行星深处的奥秘打开了一扇新的大门。