你敢相信嗎?你腳下的大地,曾在2007年經(jīng)歷了一場神秘的、無人察覺的巨大“引力風暴”,一個可能重達萬億億噸的“幽靈”在地球深處悄然“變身”,而我們對此竟一無所知!這項研究剛剛發(fā)表在9月16日《地球物理研究快報》上。
一、太空中的“天眼”,發(fā)現(xiàn)地球不對勁
故事要從一對在太空翱翔的探測衛(wèi)星——GRACE說起。它們是NASA和德國航天中心的合作項目,自2002年起,就像兩個形影不離的舞伴,在近地軌道上追逐。它們唯一的任務(wù),就是以前所未有的精度測量地球的引力場。
地球的引力并非一成不變。地表上任何大規(guī)模的質(zhì)量變化,比如冰川融化、地下水位的漲落,都會讓引力場產(chǎn)生微小的波動。
GRACE衛(wèi)星對這些波動極其敏感,它們之間的距離會因此發(fā)生肉眼無法察覺的變化,而這些變化,就是解開地球質(zhì)量之謎的密碼。
十幾年如一日,GRACE默默記錄著數(shù)據(jù)。直到最近,法國巴黎西岱大學地球物理學家夏洛特·高涅·古蘭頓(Charlotte Gaugne Gouranton)和她的團隊在梳理這些海量數(shù)據(jù)時,發(fā)現(xiàn)了一個極其詭異的信號。
數(shù)據(jù)顯示,在2006年到2008年期間,特別是在2007年1月,東大西洋上空出現(xiàn)了一個覆蓋7000公里的巨大引力異常!
它像一個短暫出現(xiàn)的引力偶極子,一邊引力增強,緊挨著的另一邊引力則減弱,這清晰地表明,有巨量的物質(zhì)發(fā)生了“乾坤大挪移”。
我們地球,到底怎么了?
一、第一嫌疑人:水,背不起這口鍋
面對這種引力異常,科學家的第一反應(yīng)通常是:查水表!
畢竟,水是地球表面最活躍的質(zhì)量搬運工。無論是大陸上的江河湖海,還是廣闊的深藍大洋,水體的流動、蒸發(fā)和凍結(jié),是造成引力變化的最主要原因。
然而,當研究團隊用全球最頂尖的5種水文模型和5種海洋模型進行模擬時,卻發(fā)現(xiàn)了一個令人震驚的結(jié)果:
所有模型都無法解釋這次異常。
無論是異常的規(guī)模、位置還是時間,都和水的活動對不上號。研究人員計算后發(fā)現(xiàn),要制造出這么大的引力信號,需要一片面積相當于大半個亞洲(7000×9500公里)、厚度超過12厘米的水體憑空出現(xiàn)又消失。
這在物理上是根本不可能!地球表面的水,根本背不起這么大一口“鍋”。
事情一下子變得撲朔迷離起來。如果不是地表,那兇手……莫非在地下?
二、深海之下,地幔深處的驚天“相變”
就在調(diào)查陷入僵局時,另一條線索浮出水面??茖W家發(fā)現(xiàn),就在2007年引力異常達到頂峰的同一時期、同一地點,地球磁場也發(fā)生了一次劇烈的“抽搐”——這在專業(yè)上被稱為“地磁急變”(geomagnetic jerk)。
當引力場和磁場同時“發(fā)作”,所有線索都指向了一個我們幾乎無法觸及的地方——地幔深處,靠近地核的神秘D"層(地幔最底部大約250-300公里厚的區(qū)域)。
在這里,壓力是地表的130多萬倍,溫度高達數(shù)千攝氏度。這里存在著地球上最豐富的礦物——布里奇曼石。它就像地幔里的“定海神針”,構(gòu)成了我們星球的絕大部分。
而科學家們提出了一個大膽的假說:可能是這個“定海神針”出了問題。
在如此極端的環(huán)境下,布里奇曼石的原子結(jié)構(gòu)會發(fā)生改變,從相對疏松的“鈣鈦礦”結(jié)構(gòu),轉(zhuǎn)變?yōu)槊芏雀叩摹昂筲}鈦礦”結(jié)構(gòu)。這個過程,叫做“相變”。
這就像碳元素在不同條件下,既可以形成柔軟的石墨,也可以形成堅硬的金剛石。原子還是那些原子,但排列方式一變,性質(zhì)就天差地別!
研究團隊的模型顯示,只要在非洲板塊下方的地幔底部,有兩個直徑1000公里的區(qū)域發(fā)生了這種相變,其導(dǎo)致的密度急劇增加(約100 kg/m^3 ),就足以引發(fā)一場宏大的內(nèi)部質(zhì)量重新分布,完美解釋GRACE衛(wèi)星觀測到的引力異常。
這一劇烈過程,不僅讓相變界面向下偏轉(zhuǎn)了約180米,還導(dǎo)致核幔邊界都發(fā)生了約12厘米的局部下陷。這并非憑空多出的質(zhì)量,而是原有物質(zhì)經(jīng)過“內(nèi)部重組”,局部變得更緊實、更重,從而改變了地球深處的引力格局。
這可能才是那個重達萬億億噸“幽靈”的真面目——一場發(fā)生在地下3000公里深處的礦物“變形記”!
三、我們腳下,一顆“心跳”劇烈的星球
這項研究可能會徹底顛覆了我們對地球的傳統(tǒng)認知。
過去我們總以為,地球內(nèi)部的變化是以百萬年為單位的緩慢蠕動。但2007年的這次事件證明,在地球的“心臟”地帶,同樣可能發(fā)生持續(xù)時間僅一兩年的超快速、超劇烈的動態(tài)事件
地球可能不再是一個沉睡的巨人,它的心跳,遠比我們想象的更加劇烈和神秘。
這次事件的發(fā)生地,還靠近地球內(nèi)部一個巨大的、被稱為“非洲大低剪切波速省”的神秘斑塊,這暗示著兩者之間可能存在著不為人知的聯(lián)系。
我們對腳下這顆星球的了解,依然只是冰山一角。每一次數(shù)據(jù)的重新審視,都可能打開一扇通往新世界的大門。下一次,地球深處又會給我們帶來怎樣的驚喜(或驚嚇)呢?
讓我們保持好奇,繼續(xù)探索。
參考文獻:
Gaugne Gouranton, C., Panet, I., Greff-Lefftz, M., Mandea, M., & Rosat, S. (2025). GRACE detection of transient mass redistributions during a mineral phase transition in the deep mantle. Geophysical Research Letters, 52, e2025GL116408.https://doi.org/10.1029/2025GL116408
特別聲明:以上內(nèi)容(如有圖片或視頻亦包括在內(nèi))為自媒體平臺“網(wǎng)易號”用戶上傳并發(fā)布,本平臺僅提供信息存儲服務(wù)。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.