前進地球深處!

根據來自澳洲北部地震觀測陣列所觀測到東加—斐濟(Tonga-Fiji)地區的地震資料顯示,在地核的最外層,是由熔融的鐵混合了部分固態的物質所組 成,使得S波得以傳遞而通過。這樣的區域或許就是核幔邊界(地核和地函的交界,簡稱CMB)的地形高區,充滿了地核物質中比較輕的成分。這個現象或許會對 地球的章動(地球自轉軸輕微地晃動)及外地核的對流(產生地球磁場的關鍵)造成相當程度地影響。

核幔邊界是地球內部由外地核熔融的鐵與固態的矽酸鹽類地函相交會之處,不論物質的組成成分或是流動性,都有非常巨大的變化。過去就曾經在 許多地方發現,地函最底部的200到300公里範圍內,地震波速有很明顯的側向變化,顯見物質組成的差異性。特別在地函最底層的數十公里範圍內,出現了地 震波的超低速帶(簡稱ULVZ),一般認為這是由於地函底部出現外地核所導致的部分熔融或化學成分浸染所導致。科學家曾經討論過這個超低速帶的位置,可能 就是噴出地函熱柱(Plumes,例如夏威夷的噴發)的區域,它可能同時也控制了地磁場倒轉的頻率。然而在最近根據SKS波以及地球章動的研究發現,在某 些地區的地核最外圈,可能有一層薄薄的堅硬金屬存在,如此一來核幔邊界的不一致性就從地函延伸到了地核!

這次的研究利用了ScP波(S波遇到核幔邊界反射所衍生出的P波)的分析,解析出地球內部非常薄層(120到150公尺)的變化,發現在 地核最外圈,這一層薄薄的堅硬金屬區域內,S波傳播的波速約在每秒0.6到0.8公里,厚度則大約是150公尺左右,雖然很不起眼,但是它確實存在。

究竟在我們的腳底下還有多少個像這樣奇怪的區域存在?如果我們對它知道得越多,是不是就能更瞭解地球磁場的發生與反轉?或是像冰島和夏威夷一樣的火山為何形成?甚至是地球轉動時會出現的變化呢?不過這個答案恐怕並不容易獲得喔!

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