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2023-03-21 13:22 来源:广州富众有限公司

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    《中邦新闻周刊》记者/牛荷  支于2023.3.13总第1083期《中邦新闻周刊》杂志  2月22日,澳大年夜利亚邦坐大年夜教一项颁布正正在《自然·通讯》上的钻研,经过进程测量地震波脱过地球内核的速度,发现地球最内核多是一个半径约650千米的铁球,且与地球内核的中层别离。  今年1月,北京大年夜教钻研团队颁布正正在《自然·地球科学》的一项钻

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  《中邦新闻周刊》记者/牛荷

  支于2023.3.13总第1083期《中邦新闻周刊》杂志

  2月22日,澳大年夜利亚邦坐大年夜教一项颁布正正在《自然·通讯》上的钻研,经过进程测量地震波脱过地球内核的速度,发现地球最内核多是一个半径约650千米的铁球,且与地球内核的中层别离。

  今年1月,北京大年夜教钻研团队颁布正正在《自然·地球科学》的一项钻研表示,地球内核从1970代初起绝对天中超速改变,去2009年旁边转速根底与天中同步,再进而显现缓慢的反转。钻研猜想,地球内核那一改变历程的周期大约为70年。

  悠久今后,天核由于处于地球深部,通俗探测器出法取样检测,一贯皆是谜不异的保留。国内中那两项钻研颁布后,激起遍及谈判。

  “钻研地球内核的深层可以更多体会地球的畴昔战演化。内核便像地球退步史的‘时辰胶囊’,能让人们体会数亿至数十亿年前地球上发生的事件。”其中一项钻研的做家、澳大年夜利亚邦坐大年夜教地震教战数学地球物理教系主任、教授赫我沃耶·特卡我契奇对《中邦新闻周刊》讲。

  天核中心或是一个铁球

  地球的机关便像一个俄罗斯套娃,从中去内分为四层,按序为天壳、天幔、液态的地球中核、固态的地球内核。其中,地球内核占地球体积比例不够1%,却是地球命运的“时辰胶囊”。由于出法直接调查,依照别的行星核心的组成来猜想,地球内核被觉得由铁战镍组成。

  澳大年夜利亚邦坐大年夜教的钻研团队发现地球内部或保留第五层:最内核。地球最内核概念的产生最早可遁溯至2002年,当时哈佛大年夜教两位地震教家,基于地震波脱过内核的速度特点,初度提出相关概念。“我们现在供应了别的一条证据来证明那一假设。”澳大年夜利亚邦坐大年夜教地球科学钻研院专士后潘浑山表示,他战赫我沃耶合营参与了那项最新的钻研。

  目前对天核的已知消息,皆是依照地震波数据猜想。地震波是由于地震、火山或别的启事,正正在地球内部或沿地球表面传播并脱过地球内层的振动。钻研地震波传播速度等性质,可体会地球内部机关分层及勾当形态。1936年,丹麦地球物理教家英厄·莱曼经过进程钻研地震波正正在地球内部传播的数据,发现地球有一个液态中核战一个固态内核。

  赫我沃耶奉告《中邦新闻周刊》,他们团队说明了畴昔十年中大约200次6级及以上地震的数据,全数的提出了三条独立的证据线,经过进程三个不合典范的地球物理数据集,以不合编制“它似乎”最深处的内核。

  《纽约时报》2月24日报道,已知的是,地震波脱过地球内核的速度会随着标的目标不合而改变。其中,沿着天轴从一极去别的一极传播最速,而笔挺于天轴传播速度最缓。地球物理教家觉得,那类速度不同是由内核中铁晶体的罗列激发。

  澳大年夜利亚邦坐大年夜教的钻研人员发现,地震波经过进程最内核与内核中层的传播时辰保留不同,据此猜想,最内核结晶机关大要与中核不合。赫我沃耶等觉得,地球退步进程傍边,地球最内核晶体机关发生了改变。

  赫我沃耶说明讲,用地震波来测量,便像医教物理教家战放射科医生操纵X射线不异。正正在他它仿佛,最内核比内核中壳更奇妙,经过进程地震波查询拜访易度更大年夜。地震波脱过天核时会慢慢变强。

  地震波捕捉但凡要依靠地震仪。“地震仪保存规模性,因为其大体只需正正在地震充沛大年夜、地震波充沛强时才华捕捉去旗帜暗号。”赫我沃耶说明讲,他们正正在钻研中操纵一种“堆叠”技术,将单个波形组开正正在一起。简而止之,经过进程多个地震仪记录的数据,可以将脱过天核时减弱的地震波旗帜暗号增强。经过进程那类编制,他们初度查询拜访去,地震波能够沿地球直径,来回传播多达五次。每次加强的地震波从地球一侧传去别的一侧约20分钟,5次共100分钟,他将那一历程描述为远似“乒乓球来回弹跳”。

  “最内核的保留可以让科学家更好的的体会地球磁场,它当中大要蕴藏着解开地球组成的奥妙。”赫我沃耶讲。

  钻研人员觉得,那一内界里大概反映出内核的成长曾发生过快速改变。赫我沃耶讲,内核实在没有像地球那么陈旧。目前,地球内核每年增添约1毫米,遵照这个速率计较,内核约有10亿年历史。那项钻研或将解开别的一个坚苦,地球内核中的铁与天中的铁晶体机关大年夜不没有同,因为地球内核压力是天中氛围压的约300万倍,温度约为5500摄氏度。

  英邦广播公司(BBC)2015年8月发布的一篇工作称,天中理想露铁量比人们假想中要少良多。是以,有现实觉得,正正在45亿年前地球组成之时,多量的铁皆重降去天核中。

  2022年,从好邦罗切斯特大年夜教一项颁布于《自然通讯》的钻研提出,地球固体内核非常首要,该文做家约翰·塔我杜诺表示,“内核组成前,天磁场已正正在崩溃边缘,但内核慢慢组成后,天磁场再逝世。”

  北京大年夜教地球与空间科学年夜教特聘副钻研员杨翼对《中邦新闻周刊》解释讲,凝聚地球内核释放的潜热,能够驱动液态中核中的对流,从而产生天磁场。没有内核,中核对流会大年夜大年夜减弱,磁场会强非常多。

  澳大年夜利亚邦坐大年夜教的钻研人员觉得,目前仍需进一步钻研最内核与内核中壳间过渡的特色。多名地震教专家奉告《中邦新闻周刊》,正正在科学界,最内核保留与可,战最内核具体大小目前仍保留争议。杨翼说明讲,最内核与内核中层性质事实不同正正在哪,借要更多数据证实。今年1月,他战北大年夜地球与空间科学年夜教教授宋晓东发布了对地球内核反转的相关钻研。

  宋晓东对《中邦新闻周刊》说明讲,赫我沃耶团队预测出最内核半径为650千米不算最新发现。2008年,他地址钻研团队便发现,最内核半径是内核的一半旁边,当时猜想出的最内核半径与650千米的不同不够10%。“最内核半径测量误差很大年夜,每次测量的数据大要皆保留必定不同。”杨翼讲,从澳大年夜利亚邦坐大年夜教那项钻研斗劲有价格的地方正正在于,其调查中所用去的“堆叠”技术。

  地球内核不转了?

  地球内核经过进程液态中核与固体地球的此外部分隔开,使其能够以不合于地球自己自转的编制自转。

  1月23日,宋晓东团队的新钻研表示,地球内核的改变大要已停歇,甚至大要会反转。“钻研所讲的内核改变的停歇或反转,皆是相对天中而止的静态,并非绝对意义的停歇或反转。”杨翼背《中邦新闻周刊》解释讲。赫我沃耶谨慎天讲,强调那一壁很首要,良多媒体弊端天报道地球内核停止运转了,或开端背相反标的目标改变。

  那项新钻研调查了地震波从震源经过内核传播去地球别的一侧的历程。经过进程斗劲同一震源多次地震激起的地震波,来遁踪脱过内核的地震波形战传播时辰的不同。钻研人员回顾回头说明20世纪60年代末至2020年的地震波数据,发现地球内核改变的改变。

  早正正在1996年,宋晓东战哥伦比亚大年夜教的地震教家初度调查去,1960年代今后,脱透内核的地震体波,传播时辰正正在30年间慢慢缩短约0.3秒。钻研表示,内核超速改变导致了改变。不过,地球内核的改变速率目前仍有无必定性,改变速率本人也很可能发生窜改。“(改变)那一现象根底被证实,现在的钻研更多是描述内核转动的勾当形状战勾当机理。”宋晓东讲。

  杨翼表示,因为好速改变,内核相对天中从上世纪70年代初开端往东“摆动”,去2009年旁边停止,并开端往西“摆动”,估量去本世纪40年代初又慢慢背东“摆动”。

  但教界对此也有争议。据“科学警告”网站旧年6月10日报道,好邦北加州大年夜教洛杉矶分校的地球物理教家约翰·维戴我表示,他们颁布正正在《科学搁浅》上的一项钻研剖明,从1969~1971年,内核改变速度稍缓。今后,正正在1971~1974年时期,内核开端背别的一个标的目标改变。

  2013年,赫我沃耶及其团队颁布的一项钻研表示,他们所猜想的地球内核好速改变周期为20~30年,赫我沃耶背《中邦新闻周刊》表示,教界对此并已达成共识。

  赫我沃耶觉得,不合钻研得出的周期保留不同,反映出地球物理推断的本质。正正在他它仿佛,现有钻研通俗经过进程大年夜地震疆场动仪预测内核相关数据,地震疆场动仪正正在举世漫衍实在不服均,使得数据调查功效出法像医生治病那样,对病人身段有全面熟习。他觉得,需要更有效措置数据,并正正在此底子上创新,跳出条条框框去思考。

  杨翼战宋晓东表示,钻研的下一步是建立更有效的量化模型,并查询拜访未来内核改变将如何改变。

  那项钻研借给出地球内核及别的天中每一个圈层相互传染感动的尾个直接证据。宋晓东说明讲,钻研发现,内核改变改变与地球表面系统的周期性改变符合开,比如正正在磁场战日照时辰等圆里,声名地球不合层之间大要保留相互传染感动。

  天磁场是源自于地球内部,并耽误去太空的磁场。宋晓东表示,虽然内核改变改变的具体机制借不明晰,但看起来那类改变是地球的内核、中核、天幔战天中之间,组成的耦开共振系统的功效。

  “‘地球内核改变停歇或反转’是很自然的现象,大要和善温、海平面战磁场的周期性扰动相干。”杨翼说明讲,但是那类改变的影响幅度很小,他们的钻研得出,那类改变毕竟影响的功效,大要导致一天比50年前一天少或短千分之一秒,具体时少取决于内核的改变速度。那类藐小改变,人们正正在泛泛生活生计中觉察不去。

  但弄浑天核内部构造,对体会其甚么时辰不再适当人类居住相称首要。赫我沃耶表示,未来,如果全数液态天核变成固态,天磁场也会随之磨灭,人命将不复保留。但同时,他觉得,出需要过于耽忧,那一历程需要几多十亿年。赫我沃耶解释讲,火星上也保留过磁场,但后来磨灭了。赫我沃耶正试图弄明晰那是因为火星核心液体部分太小,还是因为别的启事,比如火星核心的化教组成不支撑对流。

  《中邦新闻周刊》2023年第9期

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