地球內(nèi)核出現(xiàn)異變：地核變得越來越不平衡？科學(xué)家們不知道為什么
達(dá)夫觀察 2021-06-11 11:25
國(guó)際領(lǐng)域創(chuàng)作者
地球中心正在醞釀著一個(gè)異變。科學(xué)家們只有在研究穿過地球固態(tài)鐵質(zhì)內(nèi)核的地震波（地震產(chǎn)生的地下顫動(dòng)）時(shí)才能看到它，出于某種原因，與穿過赤道時(shí)相比，當(dāng)它們?cè)诒睒O和南極之間傳播時(shí)，這種地震波通過核心的移動(dòng)速度要快得多。
幾十年來，研究人員已經(jīng)知道這種差異——被稱為地震各向異性（各向異性指物質(zhì)內(nèi)部物理、化學(xué)等性質(zhì)等在不同方向有所差異的特性。）——但一直無法提出與可用數(shù)據(jù)一致的解釋?，F(xiàn)在，通過對(duì)地核在過去10億年增長(zhǎng)的計(jì)算機(jī)模擬，科學(xué)家們最新發(fā)表在《自然地球科學(xué)》上的一項(xiàng)新研究，提供了一個(gè)似乎最終合適的解決方案：每年，地球內(nèi)核都在以“不平衡”模式的方式增長(zhǎng)，地球內(nèi)核鐵晶體在核心的東側(cè)比在西側(cè)形成得更快。該團(tuán)隊(duì)的模型表明，地球內(nèi)核在其東側(cè)（左）比在西側(cè)生長(zhǎng)得更快。重力通過將鐵晶體推向北極和南極（箭頭）來平衡不對(duì)稱生長(zhǎng)。這往往會(huì)使鐵晶體的長(zhǎng)軸沿著行星的自轉(zhuǎn)軸（虛線）對(duì)齊，這解釋了地震波穿過內(nèi)核的不同傳播時(shí)間。
地球內(nèi)核出現(xiàn)異變：地核變得越來越不平衡？科學(xué)家們不知道為什么，上述研究的主要研究作者之一、美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校的地震學(xué)家丹尼爾·弗羅斯特表示：“外核中液態(tài)鐵的運(yùn)動(dòng)將熱量從內(nèi)核帶走，導(dǎo)致內(nèi)核凍結(jié)。所以，這意味著外核從東部（印度尼西亞）吸收的熱量比西部（巴西）吸收的熱量要多?！币簿褪钦f，與巴西相比，印度尼西亞的地核失去熱量的速度更快，這影響了穿過它的地震波。弗羅斯特教授指出，為了想象這種在地核內(nèi)部的不平衡生長(zhǎng)模式，想象一下樹干的年輪從中心點(diǎn)向外輻射——但是“年輪的中心偏離了樹的中心”，因此年輪間隔得更遠(yuǎn)的分布在樹的東側(cè)，在西側(cè)則靠得更近。地球內(nèi)核的橫截面可能看起來與此相似，然而，研究人員表示，這種不對(duì)稱增長(zhǎng)并不意味著內(nèi)核本身畸形或有變得不平衡的風(fēng)險(xiǎn)。
平均而言，地球內(nèi)核的半徑每年平均增長(zhǎng)約 0.04 英寸（1 毫米）。重力通過將新晶體推向西部來糾正東部不平衡的生長(zhǎng)。在那里，晶體聚集成沿核心南北軸延伸的晶格結(jié)構(gòu)。根據(jù)該團(tuán)隊(duì)的模型，這些與地球兩極平行排列的晶體結(jié)構(gòu)，就像是地震高速公路，使地震波能夠更快地向那個(gè)方向傳播。到底是什么導(dǎo)致了地核的這種不平衡增長(zhǎng)模式？弗羅斯特教授透露，如果不查看我們星球的所有其他層，就很難說明白這一點(diǎn)。
弗羅斯特教授說道：“地球上的每一層都由它上面的東西控制，并影響它下面的東西，內(nèi)核慢慢地從液態(tài)外核中凍結(jié)，就像一個(gè)雪球增加了更多層。然后外核被其上方的地幔冷卻——所以要問為什么地球內(nèi)核在一側(cè)的生長(zhǎng)速度比一側(cè)快的人可能會(huì)問，為什么地幔的一側(cè)比另一側(cè)更冷？”弗羅斯特教授補(bǔ)充說，構(gòu)造板塊可能是造成這種情況的部分原因。當(dāng)寒冷的構(gòu)造板塊在俯沖帶（一個(gè)板塊下沉到另一個(gè)板塊下方的地方）潛入地球表面深處時(shí)，它們會(huì)冷卻下面的地幔。然而，弗羅斯特教授認(rèn)為，地幔冷卻是否會(huì)影響地球內(nèi)核仍然是一個(gè)有爭(zhēng)議的話題。
地球內(nèi)核出現(xiàn)異變：地核變得越來越不平衡？或?qū)⒏淖兊厍虼艌?chǎng)強(qiáng)度，同樣令人困惑的是地核中的不平衡冷卻是否會(huì)影響地球磁場(chǎng)，現(xiàn)代磁場(chǎng)由外核中液態(tài)鐵的運(yùn)動(dòng)提供動(dòng)力，這種液體的運(yùn)動(dòng)又由內(nèi)核散失的熱量提供動(dòng)力。弗羅斯特教授指出，如果地球內(nèi)核在東方失去的熱量比西方多，那么外核也會(huì)在東方移動(dòng)更多?！皢栴}在于，這會(huì)改變地球磁場(chǎng)的強(qiáng)度嗎？” 但是，這個(gè)問題已經(jīng)超出了研究團(tuán)隊(duì)在上述新論文的研究范圍，但弗羅斯特教授說他已經(jīng)開始與一個(gè)地磁學(xué)家團(tuán)隊(duì)進(jìn)行新的研究，以便進(jìn)一步深入調(diào)查。
（來源：百度，見https://baijiahao.baidu.com/s?id=1702239310357886200&wfr=spider&for=pc）
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