地球炙熱的內部有多熱？ 一項新的研究發現，高達 2,570 華氏度（1,410 攝氏度）。
研究人員表示，這項發現揭示了地球海洋下方的地幔——地殼下方延伸至地球內部液態核心的區域——比科學家之前認為的要熱近 110 華氏度（60 攝氏度）。他們說，這一發現將幫助科學家更準確地模擬地球的許多地球動力學過程，包括板塊構造。
“擁有如此熱的地幔可能意味著地幔的粘度較低（更容易流動），這可以解釋構造板塊如何在軟流層（地球地幔的上層）之上移動，”該研究的主要研究員艾米麗·薩拉菲安說道，她是在麻省理工學院和伍茲霍爾海洋研究所聯合專案 Geophysics Department 的地質與地球物理學系攻讀博士學位的學生。[照片時間線：地球是如何形成的]
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她說，溫度對軟流層的影響與高溫對蜂蜜的影響沒有太大區別。
薩拉菲安在給 Live Science 的電子郵件中說：“如果你把蜂蜜放在冰箱裡一個小時，當你拿出來時它幾乎不會流動。” “相反，如果你把蜂蜜放在爐子上，它會很容易流動，因為它更熱。”
地幔之謎
有很多線索表明地球海洋下的地幔非常熱。 例如，它產生了從水下火山噴發出的熔岩。 然而，由於顯而易見的原因，科學家無法到達地幔並直接測量其熔化的溫度。
薩拉菲安說，相反，科學家們在實驗室中透過混合礦物構件的粉末來製造地幔岩石。
她說：“一旦他們有了合成地幔岩石，他們就會將岩石置於地幔壓力和溫度下，以確定岩石在給定壓力下熔化的溫度。” 透過以小間隔和不同壓力升高溫度，科學家可以準確地記錄下他們的合成地幔岩石何時熔化——這種情況被稱為地幔固相線。
但是這個實驗存在一個主要問題：水。
薩拉菲安說，地幔岩石含有少量水，但要確保這些實驗室樣品中含有正確的水量非常具有挑戰性。 此外，大氣中含有水，“因此您的實驗會吸附一些未知量的水，而且它們並非完全乾燥，”她說。
薩拉菲安說：“科學家們意識到了這個問題，但他們從未能夠量化他們的實驗中究竟有多少水，因為在實驗執行期間在地幔壓力和溫度下生長的礦物顆粒太小，無法用當前的分析技術進行測量。”
她表示，可以理解的是，科學家需要在這些實驗中考慮水，因為岩石中的水會降低岩石的熔點。 過去，研究人員選擇在乾燥的合成岩石上進行實驗，然後在公式中以數學方式新增水。
但是，正如薩拉菲安和她的同事後來發現的那樣，由於大氣中的水分，這些“乾燥”實驗實際上並不乾燥； 相反，它們含有與地幔中大致相同的水量，她說。 因此，透過數學方式加水來校正結果是不必要的，並且會使結果不準確。
橄欖石來救援
一種名為橄欖石的礦物幫助薩拉菲安和她的同事以另一種方式解決了這個難題。 橄欖石顆粒大約有細沙大小，並且足夠大，研究人員可以準確測量顆粒內的水分。 此外，薩拉菲安說，橄欖石是一個很好的候選者，因為它天然存在於地幔中。
她說：“我們以與以前的科學家相同的方式進行了熔化實驗，將合成岩石置於高壓和高溫下，但是透過在我們的實驗中新增這些顆粒，我們為自己設定了一個足夠大的目標來分析水分含量。” [關於地球的 50 個有趣的事實]
薩拉菲安說，方便的是，樣本最終與地幔中的含水量相同。 她說，這意味著他們不必使用任何公式來校正他們的資料。
他們的結果表明，地幔在相對靠近地球表面時熔化。 這與另一項最近的發現相悖，後者表明地幔實際上是在地球表面深處熔化的。
薩拉菲安說：“這必定意味著公認的地幔溫度估計過低，而實際上，地幔要熱 60 [度] 攝氏度（約 110 華氏度）。” “這是一個非常重大的飛躍！”
加州理工學院地質學和地球化學教授保羅·阿西莫夫（Paul Asimow）在《科學》雜誌的隨刊評論中寫道，這一發現是對海洋下地幔溫度的“顯著修正”，他沒有參與這項研究。
阿西莫夫寫道，這一發現“將改變全球對軟流層地球物理觀測的解讀”。
原文刊登於Live Science。
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