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一天变长了? 研究显示地球内核已开始逆转

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admin 发表于 2023-1-25 09:14:36 | 显示全部楼层 |阅读模式
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2023-1-25 09:14:36 5 0 看全部
地球在自转的同时围著太阳转。(Kevin Gill/Flickr, CC BY 2.0)
感觉一天似乎变长了?这不是你的错觉。科学家们发现,地球的固体内核层可能已经开始向相反的方向旋转,地球上的日子会越来越长。
1月23日发表在《自然·地球科学》(Nature Geoscience)杂志上的研究结果表明,在过去的14年里,地球内核旋转由放缓到逆向旋转。该研究使人们对发生在地球深处的地质过程有了新的认识。
地球由几层组成,薄薄的外层被称为地壳,大部分由固体岩石组成,在大陆地区一般约有20至30英里厚,但在海洋地区,平均厚度约为4英里。
地壳下面是地幔,它向下延伸约1800英里,占地球总体积的84%。这一层由岩石组成,其密度比地壳中材料的密度大,而且大部分是固体,但由于压强高,一些局部区域会发生熔化。
地幔下面是地核,分为内核和外核。外核延伸约1400英里,主要由液态铁和镍组成。在我们星球的中心是密集的内核,它大约有750英里厚,被认为是固体。它主要由铁和少量的镍以及其它元素组成。
最新研究的作者之一,隶属于中国北京大学地球和空间科学学院SinoProbe实验室的宋晓东(音译)与哥伦比亚大学的理查兹(Paul Richards)合作,在1996年提供了地球内核独立旋转的观测证据。
他们当时发现,内核的旋转方向与地球本身相同,尽管比其它固体层,如地幔和表面略快。然而自从这一发现以来,关于内核的旋转速度及其是否变化等问题仍未解。
宋晓东和合作者杨毅(他也属于SinoProbe实验室)收集了更多的数据来测试不同的模型,从而完成了最新的论文。在他们的研究中,他们分析了自20世纪60年代以来通过地心的由自然、重複的地震产生的地震波。
“来自一对重複地震的地震波通常具有相同的波形,到达同一站点”,作者告诉《新闻周刊》(Newsweek),“然而,当来自重複地震的波与地球内核相互作用时,它们可能显示出不同的波形和到达时间,因为他们对不同的内核结构进行了采样”。
利用这些地震波,研究人员能够推断出地球内核在过去几十年中的旋转模式,揭示了有关这一过程及其与地球其它层的联繫的新细节。
他们的发现表明,从20世纪70年代早期到2009年左右,地球内核以不同于地球其它部分的速度旋转,这与宋晓东之前的研究一致。其旋转速度比地球的地幔和表面快,所以一天的时间越来越短。
然而从2009年到2011年左右,旋转速度放慢并似乎暂停了。后来,似乎又在逐渐向相反的方向旋转,这意味著一天的时间越来越长。
作者说:“自2009年以来,逆转的证据相当有力,从统计学上看,超过95%的置信度。”
宋和杨推断内核可能以大约70年的周期振荡——每35年左右切换一次方向。由于内核与地幔有引力联繫,与外核有磁联繫,研究人员表示,这些振荡可以解释已知的60至70年地球日长变化和地球磁场行为。然而,需要做更多的工作来确定这是由什麽机制造成的。
洛杉矶南加州大学的地球物理学家维达莱(John Vidale)参与了该项研究,他说杨和宋确定最近10年期间地球内核的活动比以前少,“我认为这可能是可信的”,但他认为其它的需要更多研究来证实。

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