研究顯示，地球的核心正在神秘地改變形狀

我們星球內(nèi)部的、地獄般的陰謀可能比我們想象的要復(fù)雜得多。

對(duì)地球心臟的全新詳細(xì)探測(cè)表明，旋轉(zhuǎn)的內(nèi)核不僅在轉(zhuǎn)速上發(fā)生變化，而且在形狀上也發(fā)生了變化，聲波在行星中心的傳播方式也出現(xiàn)了細(xì)微的變化。

這是一個(gè)瘋狂的發(fā)現(xiàn)，它將導(dǎo)致對(duì)核心如何運(yùn)作的更好理解——這反過(guò)來(lái)又將揭示地球其他奇怪的行為方式。

“發(fā)現(xiàn)一個(gè)以前沒有記錄的過(guò)程是一種刺激，”南加州大學(xué)的地球物理學(xué)家約翰·維代爾 （John Vidale） 告訴 ScienceAlert?！拔覀円恢毕Ｍ业较乱粋€(gè)奇怪而深刻的事實(shí)，而這個(gè)觀察是全新的。下一步將是確保我們是正確的，并磨練我們的模型。

地球的固體內(nèi)核代表了地球物理學(xué)中最神秘的引擎之一。它在下面旋轉(zhuǎn)，包裹在緩沖殼中熔融的外芯，與行星行為（如白晝的長(zhǎng)度）以及地磁場(chǎng)通過(guò)其運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的電磁作用旋轉(zhuǎn)到太空中不可避免地聯(lián)系在一起。

由于核心在行星過(guò)程中起著如此重要的作用，科學(xué)家們正在爭(zhēng)先恐后地找出那里到底發(fā)生了什么。但是，好吧，我們不能下去看看它。幸運(yùn)的是，我們的星球?yàn)槲覀兲峁┝艘环N測(cè)量其內(nèi)部的方法：地震。當(dāng)?shù)貧て屏押驼饎?dòng)時(shí)，聲波會(huì)在周圍回蕩，傳播或反彈它遇到的不同材料。

然后，科學(xué)家可以分析世界各地的地震監(jiān)測(cè)站接收到的波，以測(cè)量行星的核心。例如，我們知道地球的內(nèi)核是可能是一個(gè)又熱又密的球由實(shí)心鐵和鎳制成，直徑約為 2,440 公里（1,516 英里），比冥王星.證據(jù)還表明，它展示了超自轉(zhuǎn)，比地球本身旋轉(zhuǎn)得更快，盡管近年來(lái)它可能已經(jīng)放緩.

多年來(lái)，Vidale 和他的同事們一直在利用地震數(shù)據(jù)來(lái)揭開內(nèi)核的神秘面紗。2022 年，他們發(fā)表了一篇論文描述了內(nèi)核轉(zhuǎn)速的變化與地球白晝長(zhǎng)度的周期性變化之間的聯(lián)系。進(jìn)一步調(diào)查揭曉畢竟沒有聯(lián)系。

Vidale 指出，如果我們想能夠準(zhǔn)確地將核心的行為與該行為對(duì)整個(gè)地球的影響聯(lián)系起來(lái)，我們需要相應(yīng)地描述行為。

現(xiàn)在，已經(jīng)非常確定的是，內(nèi)核的旋轉(zhuǎn)會(huì)改變速度，顯然，旋轉(zhuǎn)速度與行星旋轉(zhuǎn)不同。但是，從地芯反彈的地震波存在難以確定的變化：是由于轉(zhuǎn)速的變化，還是由于地心形狀的變化？

為了了解這種現(xiàn)象，Vidale 和他的團(tuán)隊(duì)研究了 168 對(duì)穿越地球的重復(fù)地震。

“每對(duì)重復(fù)的地震都是兩個(gè)幾乎相同的地震，”他解釋說(shuō)，“這樣我們就可以將觀察到的任何變化與地震波傳播路徑的差異聯(lián)系起來(lái)。

他們比較了內(nèi)核重新占據(jù)相同位置時(shí)的地震對(duì)，這意味著他們可以排除地震信號(hào)變化引起的旋轉(zhuǎn)速率變化。他們的結(jié)果顯示，在內(nèi)核和外核之間的邊界處掠過(guò)內(nèi)核表面的波存在差異——這表明核的形狀存在變化。

那么這是什么樣子的呢？

“很難確定，但可能是內(nèi)核邊界的微小凹陷和隆起，以響應(yīng)劇烈流動(dòng)的外核，”Vidale 說(shuō)。“這些變化可能完全在內(nèi)核內(nèi)部，但可能性較小。引導(dǎo)我們猜測(cè)的事實(shí)是，內(nèi)核正好位于其表面的熔點(diǎn)，因此可能非常軟。

造成這種情況的原因有很多，但其中最主要的是地球內(nèi)部高密度物質(zhì)區(qū)域的吸引力，稱為大型低剪切速度省份.外芯中的對(duì)流也有可能拖拽內(nèi)芯以改變其形狀。或者兩者兼而有之。

但真正酷的是，地震數(shù)據(jù)中的信號(hào)可以歸因于內(nèi)核的兩個(gè)變化：旋轉(zhuǎn)速率的變化和形狀的變化。當(dāng)然，Vidale 和他的同事們將繼續(xù)調(diào)查。

“更多的數(shù)據(jù)通常是更好地了解新索賠的最佳方式，”Vidale 說(shuō)?！叭绻麅?nèi)核繼續(xù)朝著過(guò)去 15 年的方向發(fā)展，它很快就會(huì)回到 2000 年左右的水平，那時(shí)它可能會(huì)做一些有趣的事情?！蔽磥?lái)幾年將是有啟發(fā)性的。

該研究已發(fā)表在自然 地球科學(xué).

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