自从望远镜被发明以来，人们对外太空的了解远远超过了对地球内部的了解。毕竟往上看没东西挡着，只是距离稍微远了一点，但是往下看就没那么容易了，要想一窥究竟除了钻探似乎别无他法。

有人可能会想：“不就打洞嘛，能有多难？”

不得不说，一开始科学家也低估了这项工作的难度。早在上个世纪，前苏联就开展过一系列科学钻探工作。从 1970 年开始，人们花了将近 10 年时间才让钻探深度突破 10000 米大关。后来又花了大概 10 年，钻探深度达到了 12262 米，此后便再也无法取得突破，这一记录也一直保持到了今天。可是这点深度连地球最外层的地壳都还没钻透，真的是体会到什么叫“上天容易入地难”。

虽然厚厚的地壳阻挡了我们窥探地层深处的奥秘，但是作为介质，岩石它可以承载振动。所以虽然无法“眼见为实”，但是通过对地震波的分析，我们至少能对地球内部有个大致的了解。后来人们果然从地震波中探测到了一些异样。

上世纪 80 年代科学家发现，地震波在下层地幔的某些地方似乎遇到了阻力，传播速度变慢了。通过测算，阻力主要集中在太平洋板块和非洲板块下方。这两个地方似乎有两个异常巨大的“斑块”，大到占据了整个地幔的 8%，因此人们称它们为“大型低速体（LLVPs）”。

关于这两个巨型“斑块”的起源，科学家们提出过几种假设。首先，这些位于地幔深处的结构从时间上来说肯定非常古老，或许可以追溯到几十亿年前地球刚刚形成的时候。当时的地球尚处于熔融状态，表面遍布着岩浆。既然表面都是熔岩，可想而知此时的地幔更是一片岩浆海洋。于是科学家们最初的想法是，液态地幔由于混入了一些杂质，与周围区域产生了一定差异。之后随着慢慢冷却，地幔中的杂质在还未充分混合前便被固化了下来，于是便形成了今天的“斑块”。

另一种更主流的观点认为，这两个“斑块”的形成可能和地球板块的运动有关。在这种观点中，这些大型结构出现的没那么早，它们是在几亿年前随着地壳板块的漂移撞击而形成的。当板块和板块相互碰撞时，有些地壳被挤压下沉到了地幔底部，随后便形成了后来的“斑块”。

还有一种观点也认为这两个结构可能是在地球形成很久之后出现的，不过鉴于它们出现在地幔的最下层，紧挨着地核，所以它们可能是由于地核中的铁渗出到了地幔中导致的。

除了以上三种猜测外，近些年关于这两个“斑块”的起源又多了一种更大胆的猜测 —— 它们或许是地外天体忒伊亚的遗迹！没错，就是那个关于月球诞生的“大碰撞”假说中的远古天体。

大约 45 亿年前，也就是太阳系刚形成后一亿年左右，当时一颗火星大小的行星与原始地球发生了碰撞。这次碰撞不但使地球的自转轴发生了倾斜，过程中产生的碎片还直接促使了月球的诞生，因此人们以月亮女神之母的名字称呼该行星为“忒伊亚”。

虽然有诸多证据都支持“大碰撞”假说，但是目前它仍然面临着一些挑战，其中最大的问题就是：为什么月球和地球在同位素方面有着惊人的相似度。

因为受太阳风影响，不同天体的元素含量肯定会有些许差异。而形成月球的材料普遍认为主要来源于忒伊亚，所以按理来说月球的成分应该和地球有着很大不同。但是后来所有的同位素测试都表明，地球和月球似乎是同源的。

为了堵上理论的漏洞，后来科学家们又提出了许多“大碰撞”假说的改进版，只不过目前都缺少实际证据。然而近些年有科学家意识到，先前地幔中发现的让人疑惑的那两个“斑块”，或许正是“大碰撞”假说的首个证据。

最新理论认为，当初忒伊亚与早期地球碰撞后，撞击产生的高温直接将忒伊亚融化。于是忒伊亚的物质与地球的上层地幔以熔融状态充分混合在一起，但下层地幔仍然主要为固态，保留了原始地球的成分。之后部分混合物被甩了出来，其中一部分脱离了地球的洛希极限，慢慢形成了月球，而另一部分则落回了地球。也就是说，月球可能并不是想象的那样完全由忒伊亚的碎片构成，而是由忒伊亚参杂了地球物质的混合物形成。

更关键的地方在于，虽然忒伊亚在碰撞中被融化且与地幔物质混合在一起，但由于它的密度比较大，以至于部分忒伊亚物质“沉淀”到了地幔岩浆流的底部被固态封存起来，从而形成了后来巨大的“斑块”结构。某种程度上来说，这两块大型低速体“斑块”其实并非原始地球的产物，而是来自忒伊亚行星的遗迹。

这个理论除了逻辑上说得通外，研究人员同时也给出了一些证据。比如通过对从此处地幔喷射到表层物质的化学分析，那里的元素确实和其他地幔不太一样。另外根据理论模型，研究人员通过计算机模拟地幔运动，模拟结果也确实产生了两个与实际类似的“斑块”。

话说这些“斑块”除了奇怪一些，它们对我们人类应该没什么影响吧？其实不然，它们虽然看起来位于地球内部深层的地幔之下，但是它们的存在对整个地球来说都有着深远影响。

比如我们知道，全世界大部分的火山都分布在板块交界处。但奇怪的是，有一些非常活跃的火山却并不在这种地方。比如夏威夷群岛所在的北太平洋，这里拥有许多活火山，甚至很多岛屿的形成就是由于海底火山的原因。可是这里位于太平洋板块的正中间，离板块交界处远得很，怎么会有这么多活火山存在呢？

原本人们只知道，这里的火山是由于地幔中存在一种垂直向上被称为“地幔柱”的“热管道”，地底深处的岩浆就是顺着这些“管道”冒出来的。后来又发现，这些“管道”似乎正好位于的是太平洋大型低速体的边缘。不管是因为“斑块”的存在导致了“管道”的出现，还是说这里的地质运动本来就比较剧烈，从而把“斑块”推到了当前位置，总之它们之间似乎应该有着什么连系。

不过“非同寻常的观点需要非同寻常的证据”，后续研究人员还需要寻找更多的证据来印证他们的观点。比如除了基于地球的勘探，对月球内部的采样同样对接开最终谜团至关重要。最后，这项研究虽然针对的是地月系统，但它不仅仅是为了搞清楚月球包括地球的起源，同时它也可以为日后寻找宜居的系外行星提供线索。

参考资料：

• [1] https://en.wikipedia.org/wiki/Kola_Superdeep_Borehole
• [2] https://en.wikipedia.org/wiki/Large_low-shear-velocity_provinces
• [3] https://en.wikipedia.org/wiki/Theia_(planet)
• [4] https://en.wikipedia.org/wiki/Giant-impact_hypothesis
• [5] https://www.cas.cn/syky/202310/t20231030_4983318.shtml
• [6] https://www.caltech.edu/about/news/the-remains-of-an-ancient-planet-lie-deep-within-earth
• [7] https://www.sci.news/space/theia-earth-mantle-12412.html
• [8] https://www.youtube.com/watch?ab_channel=caltech&v=k4dQW_fUgik
• [9] https://www.bbc.com/future/article/20220510-why-are-there-continent-sized-blobs-in-the-deep-earth
• [10] https://www.hou.usra.edu/meetings/lpsc2021/pdf/1980.pdf
• [11] https://www.nature.com/articles/s41586-023-06589-1