地球像洋葱一样分层，外壳薄，地幔厚，外核是流体，内核是固体。在地幔内，有两个巨大的斑点状结构，大致位于地球的相对两侧。这些斑点，更正式地称为大型低剪切速度省 (LLSVP)，每个都有一个那么大，比珠穆朗玛峰高 100 倍。一个在非洲之下，一个在太平洋之下。

使用测量地震波的仪器，科学家们知道这两个斑点具有复杂的形状和结构，但尽管它们具有突出的特征，但对于这些斑点存在的原因或导致它们奇怪形状的原因知之甚少。

亚利桑那州立大学地球与空间探索学院的科学家钱元和李明明开始使用地球动力学建模和对已发表的地震研究的分析来了解更多关于这两个斑点的信息。通过他们的研究，他们能够确定斑点达到的最大高度，以及斑点的体积和密度以及地幔中的周围粘度如何控制它们的高度。他们的研究最近发表在《自然地球科学》上。

他们的地震分析结果令人惊讶地发现，非洲下方的斑点比太平洋下方的斑点高约 621 英里(1,000 公里)。根据袁和李的说法，对两者之间巨大高度差异的最佳解释是，非洲下方的斑点比太平洋下方的斑点密度低(因此更不稳定)。

为了进行他们的研究，Yuan 和 Li 设计并运行了数百个地幔对流模型模拟。他们详尽地测试了可能影响斑点高度的关键因素的影响，包括斑点的体积以及与周围环境相比，斑点的密度和粘度的对比。他们发现，要解释这两个斑点之间的巨大高度差异，非洲下方的密度必须低于太平洋下方的斑点，这表明两者可能具有不同的组成和演化。

“我们的计算发现，斑点的初始体积不会影响它们的高度，”主要作者袁说。“斑点的高度主要由它们的密度和周围地幔的粘度控制。”

“非洲 LLVP 在最近的地质时期可能一直在上升，”合著者李补充说。“这或许可以解释东部非洲不断升高的地表地形和强烈的火山活动。”

这些发现可能会从根本上改变科学家对深部地幔过程以及它们如何影响地球表面的看法。例如，非洲下的团块的不稳定性质可能与的地形、重力、地表火山活动和板块运动的变化有关。

“我们对地震结果的分析和地球动力学模型的结合为地球内部深处最大结构的性质及其与周围地幔的相互作用提供了新的见解，”袁说。“这项工作对科学家们试图了解深部地幔结构的现状和演化，以及地幔对流的性质具有深远的影响。”