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The tallest mountains on Earth are ... underground?

2023/12/13
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AI Deep Dive AI Chapters Transcript
People
M
Manning Nguyen
S
Samantha Hansen
Topics
Samantha Hansen:通过在南极洲进行的地震观测,我们发现了地球深部地幔中存在一些不同寻常的区域,被称为超低速带。这些区域的地震波传播速度显著低于周围地幔,其形状和大小类似于山脉,有的甚至比珠穆朗玛峰高出数倍。这些发现挑战了我们对地球内部结构的传统认识,也为进一步研究地球内部动力学过程提供了新的线索。我们目前对这些超低速带的物质组成和成因尚不完全清楚,但有几种可能的解释,包括部分熔融、化学反应以及古老洋底板块俯冲等。 Manning Nguyen:Samantha Hansen 的研究成果具有重要的科学意义。它不仅揭示了地球内部结构的复杂性,也为我们理解地球磁场的产生、地球内部物质循环以及地球生命支持机制提供了新的视角。地球内部是一个动态变化的系统,地表过程与深部过程相互影响,相互作用。对深部结构的深入研究有助于我们更好地理解地球的演化历史和未来发展趋势。目前,我们对地球深部结构的认识还很有限,需要进一步的研究来揭示其奥秘。 Manning Nguyen:这项研究强调了地球作为一个整体系统的复杂性,地表过程与深部过程相互影响,相互作用。对深部结构的深入研究有助于我们更好地理解地球的演化历史和未来发展趋势。目前,我们对地球深部结构的认识还很有限,需要进一步的研究来揭示其奥秘。 Samantha Hansen:我们对地球深部结构的了解还处于起步阶段,许多问题有待解决。例如,这些超低速带的物质组成是什么?它们是如何形成的?它们与其他地球深部结构(例如大低剪切波速省)之间有什么联系?这些问题的解答需要多学科的合作和更先进的技术手段。

Deep Dive

Chapters

Shownotes Transcript

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3 萨曼莎·汉森在办公室门上贴着一张漫画,漫画里一位科学家说道:我住在20英里厚的岩壁旁边。无法绕过它,也无法越过它。我永远被困在这边了。我研究的是另一边的东西。

4 这几乎总结了我的一生,对吧?就像,我住在一道永远无法跨越的墙的一边,而我研究的是另一边的东西。萨曼莎是一位地质学家,她研究的是地球内部,在我们脚下数英里深处的地方。我们生活在这个照顾我们并为我们提供家园的星球上,但我们对它有多少运作方式却知之甚少。而且她永远无法直接研究它。

5 无法钻探到地下100英里深的地方。因此,她需要周游世界,用各种仪器探测地面。这就是她2012年最终来到南极洲的原因。

6 在那之前,没有科学家研究过其冰层表面以下超过三英里的深度。南极洲以其极其荒凉的方式而美丽,但我从未去过地球上任何一个地方看到过如此多的虚无。有时你在野外无法分辨地面在哪里结束,天空在哪里开始。当萨曼莎和她的团队使用他们的野外设备观察地下时,他们发现了一些巨大的东西。

7 一些隐藏在我们脚下的一切之下的东西。一些可以帮助我们更好地理解地球一些最大地质过程的东西。诸如板块构造运动、我们为什么有磁场,或者我们为什么在这里等等。

8 最终,一个星球维持生命的能力与该星球的运作方式有很大关系。为什么地球是唯一已知存在生命的星球?驱动这个星球的过程最终是如何维持生命的?我是曼宁·阮,本周在《难以解释》节目中,我们将探讨萨曼莎的团队在南极洲下发现了什么,以及他们的发现如何动摇了我们对地球的一些最基本理解。

9 正如你可能想象的那样,在南极洲工作有点挑战性。我在威斯康星州长大,所以习惯了冬天。但不出所料,那里很冷。萨曼莎和她的团队在南极洲的一个研究中心待了六周。

10 即使是盛夏,条件也可能很残酷。狂风呼啸,你身处高海拔地区,你的工作环境温度大约在零下40度左右。非常寒冷。但当太阳出来,风平静下来,气温只有冰点左右——

11 那些是萨曼莎可以去她工作地点的日子。你带着所有设备等东西开车去机场,然后登上非常小的飞机,可能可以停在我的客厅里。萨曼莎在现场做的第一件事是拿起铲子开始挖掘。我最重要的事情也是让我的手保持温暖,让我的手指做它们需要做的事情。

12 萨曼莎的团队花了几个小时挖了几个齐腰深的洞。然后他们不得不放下数百磅的设备。基本上,这些仪器就是记录地震信号的仪器。这些仪器正在记录世界各地发生的地震,而不仅仅是南极洲的地震。世界任何地方发生的大于5级的地震,我们都能看到。而这些地震帮助萨曼莎了解地球内部发生了什么。

13 当某个地方发生地震时,它会向地球内部发送能量。她所说的能量是一系列地震波,基本上是巨大的振动。它们可以来自地震,也可以来自火山爆发或山体滑坡等事件,任何足以震动地球的事件。当这些波在地下移动时,它们会发生改变和扭曲。

14 地球内部的东西对这些波有很大的影响。你知道,这些波的移动速度取决于它们穿过什么物质。这就是地震学的核心所在。它的工作原理很像声音,声音也是能量波。听到某人的声音听起来不同,这取决于你是通过电脑听到的,还是通过沙子听到的,还是在水下听到的。

15 这就是萨曼莎可以研究南极洲下方的地球深处,并看到她无法跨越的墙之外的原因。几十年来,世界各地的科学家一直在进行这类研究。他们已经了解了我们星球内部的基本情况。

16 简单来说,你可以把地球想象成一个大蛋糕。糖霜,或者最顶层,是地壳。所以地壳是我们居住的星球的薄外层。但地壳只占地球体积的1%。在其下方还有一层厚60倍的层,称为地幔。地幔有点柔软和松软。它不是熔化的,所以它不是液体。在其下方是地核,即地球的中心。它主要由……

17 主要由镍和铁等重金属组成。萨曼莎在地幔和地核之间发现了非常奇怪的东西。当地震波穿过这些特征时,它们会急剧减慢速度

18 那里有一些奇怪的区域,由与其余地幔不同的物质构成,它们正在扭曲地震波。这些区域被称为超低速带。这些结构并不巨大。它们大约有几十公里宽,几十公里厚,但它们的特性与周围的物质大相径庭,因此它们往往很突出。它们看起来几乎像地下山脉。

19 只是围绕山脉的物质,而不是空气,恰好是地球的地幔。我们不知道它们是由什么构成的。我们只知道它们的形状像山脉,周围环绕着超级热的岩石,其稠度与焦油相似。它们的高度从3到25英里不等。他们发现的最高的山脉是珠穆朗玛峰的五倍高。它就像喜马拉雅山,但被放大了。哈哈!

20 在萨曼莎进行研究之前,这些地下山脉只在少数有限的地方被发现。但在南极洲下的这一发现指向了更大的东西。这几乎就像我们所看之处,都有另一个,还有一个。你知道,这引发了这样一个问题,那就是,这些东西到处都是吗?萨曼莎认为这些地下山脉可能形成一种包裹在地球核周围的毯子。

21 这基本上意味着我们的星球内部还有另一层。在地球经典分层模型中加入一个新的层次。一个我们不了解的新层次。但这只是一个猜测。科学家们才刚刚开始了解这些山脉究竟是什么。你知道,它们从哪里来?它们的起源是什么?它们的来源是什么?有很多未知数。休息后我们将深入探讨地下山脉。

22 本播客由Ring赞助播出。使用Ring摄像头,您可以查看您的宠物,捕捉它们的行为。伊齐,放下那个。或者只是陪伴它们。哦,我很快就会回家。确保您不在家时它们安然无恙。使用Ring。访问ring.com/pets了解更多信息。

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24 嘿,《难以解释》的听众们。我是苏·伯德。我是梅根·拉皮诺埃。如今女子体育正在达到新的高度,有很多事情需要讨论,有很多事情需要解释。你的意思是,为什么女运动员的平均收入低于男运动员?

25 好问题。所以,苏和我正在推出一个播客,我们将深入探讨体育运动的方方面面,以及其他一些内容。我们称之为《多一点触感》。因为女子体育就是一切。流行文化、经济学、政治,你叫什么名字。没有比我们更适合谈论球场或球场上发生的事情的人了。

26 以及其他地方。我们还将分享一些我们共同生活的点点滴滴。不仅仅是MetGalas和全明星赛等精彩内容,还有我们日常的生活。你这么说好像我们的日常生活并不光鲜亮丽。没错。无论是分析最大的比赛还是讨论最新的头条新闻,我们都将对体育世界及其他领域提供更多见解。在您收听播客的任何地方关注《多一点触感》。每周三都会发布新的剧集。我们身处一个巨大的跳跃泡泡中,包裹在一个钴蓝色的茧中。

27 在地表以下700英里处。美好的一天。科学家们对这些地下山脉是什么以及它们从哪里来有一些想法。

28 第一个与温度有关。地幔物质可以部分熔化,因此你会得到少量熔融物质。波在液体中移动得更慢,由于地震波在穿过这些地下山脉时会减慢速度,这可能意味着这些山脉是液态的。因此,在这种情况下,它们可能不太像字面上的山脉,而更像熔融湖泊。如果你愿意,可以称之为少量熔体。

29 另一个想法是,在地幔深处正在发生化学反应。那里的水可能与地核中的铁发生反应。因此,如果在那里发生某种化学反应,那可能会产生,你知道,独特的特性材料。但萨曼莎更倾向于第三种选择。

30 也许这些山脉可能是沉入地球深处的古代洋底碎片。经过数亿年的时间,你将地表的物质带入地球内部。当板块构造,这些巨大的地壳和地幔块相互碰撞,一个滑到另一个下面时,这可能会发生。这是一个叫做俯冲的过程。因此,你的俯冲物质曾经是……

31 曾经是海洋底部的一部分,已经一直走到地核。萨曼莎的一位合作者模拟了板块构造的运动和俯冲以及在地幔深处发生的事情。他所展示的是,经过数亿年的时间,你最终会在地核-地幔边界处形成这种相当连续的物质层。这不是一个完美的模型。

32 需要更多的时间和研究才能确定这些山脉的来源。但我也很想知道这里的影响。所以是的,如果俯冲物质是“正确的答案”,那么这很有趣,因为它说明了……

33 地球如何作为一个巨大的系统从上到下运作。地表发生的事情会影响地球深处的发生的事情,反之亦然,对吧?在某些地方,新的物质正在被创造出来并涌现出来。在某些地方,它正在潜入内部并消失并被回收利用。所以这就像地球基本上是一个巨大的回收系统,整个星球都在与自身的其他部分相互作用。

34 知道它们的来源为什么重要?这是一个公平的问题。一部分,我的意思是,我们对地球内部过程的了解非常有限,地球是如何随着时间的推移而演变的。最终,这对于理解我们磁场的产生方式具有影响,磁场保护我们免受太阳辐射,因此我们实际上可以生活在这个星球上。等等,你说我们不知道地球的……

35 好吧,我的意思是,从一个非常普遍的角度来看,我们知道,但细节是模糊的,对吧?例如,我们知道我们有磁场,对吧?我们有一个相当好的主意。它

36 基本上是如何产生的以及为什么在这里,但是地球的不同部分如何协同工作来产生该磁场。你知道,同样,细节是,

37 模糊的。因此,更好地掌握这些事情可以帮助我们了解很多关于我们世界如何运作以及它未来可能走向何方的事情。我们生活在这里,这个星球支持我们。因此,如果你不了解这个星球是如何运作的,你就不会了解生命是如何被支持的。如果我们没有发现

38 答案是什么。所以,是的,我不想让你失望,但我不知道我是否能最终回答这个问题,除非,你知道,好莱坞变成现实,我们实际上可以去地幔深处旅行,

39 这有点像我所做的工作固有的性质,我们可能无法最终证明这一点。因为你唯一能做到这一点的方法就是亲自去疯狂。

40 取样或查看它。至少在目前,这并不现实。我们做不到。因此,我们根据我们可以获得的数据做出最佳估计。这就是这种科学的核心所在。对。就像那是科学的边缘。是的。我的意思是,我们正在推动这方面的界限。我想公平地说,板块构造是一个概念

41 整个想法只是在20世纪60年代才发展起来的,我的意思是,那是我的父母那一代。所以地球科学是一门相当年轻的科学,对吧?尤其是地震学。所以我谨慎乐观地认为,我们最终会对此有一个很好的解释。我们还没有完全做到,但我认为我们正在取得良好的进展。

42 如果我们确实弄清楚了这些地下山脉的来源,那还会引发哪些重大问题?我认为它开启了一个领域……

43 进一步研究的领域,因为那里还有其他我们可以调查的东西。我认为这也有助于为其他一些调查打开大门。那里还有其他东西。是的。这似乎是一个非常大的说法。就像,哦,我的上帝,真的吗?是的。好吧,我的意思是,你知道,外星人不会来什么的。但是,例如……

44 有两个恰如其分地命名的大型低剪切速度省,它们又大又慢,存在于地球的两侧。一个位于非洲下方,另一个位于太平洋下方,其特征再次是地震波穿过它们的速度要慢得多。但它们很大。我的意思是,其中一个东西的足迹大约相当于一个大陆的大小。它们延伸到1000公里或更远。地球地幔中的巨大特征。

45 是什么导致了这些?那里还有他们通常所说的地震散射体,在地幔深处的小物质团块,当它们遇到地震能量时,它会四处散射,就像光线照射到棱镜上一样,哇,是什么导致了这些?所有这些东西都有关系吗?它们都是同一个过程的一部分吗?还是不是?所以

46 在地球深处还有很多东西有待调查。地球的那一部分存在着很大的差异,当人们谈论地球结构时,通常会忽略这些差异。但我认为人们开始认识到这些细节的重要性。我认为有很多很酷的发现空间。这只是其中之一。确实。所以我们必须……

47 然后摆脱这个分层模型。听起来它可能不会。是的。好吧,我的意思是,我们需要停止向人们兜售这个分层模型,因为它可能并不那么准确。你知道,里面还有很多其他东西与该模型不再完全吻合。但是我们什么时候停止过度简化,开始深入细节?你有没有……

48 你感觉这里有更好的比喻吗?更新后的比喻是什么?我还不知道我是否完全有了一个。我还在努力。我想我们很多人都是。本集由我曼宁·阮制作。我们得到了布莱恩·雷斯尼克的编辑帮助,以及豪尔赫·朱斯、诺姆·哈森菲尔德和梅雷迪思·霍德诺特的帮助,他们也管理着我们的团队。克里斯蒂安·阿亚拉的混音和声音设计,诺姆的音乐,以及塞雷娜·索隆的事实核查。

49 伯德·平克顿专注于章鱼的话。这就是为什么我们将章鱼钥匙留在树林里供你找到的原因。这就是为什么我们将章鱼牌匾放在你公寓的原因。这就是为什么我们把你带到这里的原因。伯德,你就是被选中的人。我们的节目文字记录,我们在节目说明中提供了一个链接。如果您对本集有任何想法或对节目有任何想法,请给我们发电子邮件。我们在vox.com上是难以解释的。我们也希望您能给我们留下评论或评分。

50 本播客和所有Vox都是免费的,部分原因是来自我们读者和听众的礼物。您可以访问vox.com/give今天就捐赠。难以解释是Vox Media播客网络的一部分,我们下周将在您的订阅中回归。

51 生活中充满了复杂的问题。我想知道如何判断我的牙医是否在欺骗我。在什么年龄将您的孩子留在家里是合适的或合法的?从愚蠢到严肃,甚至到有争议的。我可以说一些可能会让我被取消的事情吗?我是约翰·库伦·希尔。

52 我正在Vox主持一个新的播客,它将成为您寻求答案的首选热线,以解答您不知道如何回答的问题。发送语音备忘录至[email protected]或致电1-800-618-3545。我向你保证,这比问ChatGPT更好。