地球各层结构示意图。(公有领域)
2021年12月30日发表于《自然·地球科学》（Nature Geoscience）期刊的一份研究发现，在地幔层的深处、接近地核的地方，有一层很特殊的物质，震波到了那里传递的速度一下子放慢了一半。
研究人员把这种结构称为“超低速带”（Ultra Low Velocity Zones，ULVZs），它不均匀地分布在地核的外面、地幔层的最下面。现有的地球演化理论无法解释为什么在这个地方突然会分布着这些结构。
这份研究还发现这种结构的里面还分成很多层，这太奇特了。研究人员无法解释这样的结构是在怎样的地质演化过程中形成，只知道它来自距今几十亿年前的地质演化活动。
主要研究者之一美国犹他大学（University of Utah）地质与地球物理系副教授迈克尔·索恩（Michael S. Thorne）说：“在我们所知道的地幔层所有的结构中，超低速带最奇特。真的，这些区域也是地球上最奇特的结构之一。”
因为研究人员唯一确定的信息就是这些物质来自行星演化很早期的阶段，所以研究人员打比方说，这些物质就像是行星演化过程中“留在碗底的、没有混合均匀的面糊”。
地球在漫长的演化过程中，形成了分明的几个层次。最外层是地壳，下面一层是地幔，最里面是地球的内核。大部分地幔层也是固态岩石构成的，不过它的温度比地壳层高，具有自主移动的能力，也推动外面的地壳层产生板块活动。
地幔层的下面，就是由高温、液态铁和镍构成的地核。超低速带就位于液态地核的外面、地幔层的最下面。研究人员通过分析震波的传导数据，发现震波到了这里一下子速度放慢一半、这些物质的密度比地核高出三分之一。
研究人员以前猜测这些物质是部分熔化状态的地幔物质，很可能就是火山所喷发的岩浆的来源。索恩说：“可是绝大多数超低速带并不在活跃火山的下面。所以这种猜测不合理。”
研究人员还特别想了解的一个问题是，这些超低速带的内部结构又是怎样的。结果他们发现，这层物质的内部很可能分成很多层。这太神奇了，研究者表示，这对研究地球的地质演化过程提供了全新的线索。
合作研究者（Pachhai）说：“这项发现改变了我们对超低速带的来源、以及行星演化过程现有的认知。我们认为这种物质来自地球演化非常早期的阶段，可能可以追溯到45亿年前，有些物质没有混合均匀残留至今。”◇#