地球的内核已经不转了？

本文来自微信公众号：原理 （ID：principia1687），作者：Takeko，头图来自：unsplash

1936年，科学家在研究了地震产生的地震波穿过地球的过程后，发现了地球内核的存在。

地震波的速度变化表明，在地球内部深处，存在一个主要由铁构成的固态中心，也就是内核。在内核之外，包裹着一层由铁和其他元素构成的液态层壳，也就是外壳。外核基本上将内核与地球的其他部分“隔绝”开来。

了解内、外核如何运转至关重要，因为这两者都被普遍认为与地磁场的产生有关。当来自外核的铁在内核表面结晶时，它会改变外部液体的密度，推动了维持地球磁场的搅动运动。内核的旋转由外核产生的磁场驱动，并被地幔的引力效应平衡。

而地核和地幔都是极不均匀的，不均衡的力就会对内核的运动产生影响。探索内核究竟是如何旋转的，可以阐明这些层之间的相互作用。但到目前为止，科学家还没能就这种旋转的速度以及它是否会变化达成一致。

近日，在一项新发表于《自然·地球科学》的研究中，北京大学的地球科学家宋晓东和杨翼提出，根据近几十年的地震活动记录，地球内核近期可能已经几乎停止了旋转，甚至正缓慢地逆转。他们认为，地球内核是以一种约70年的长周期振荡的。

70年的振荡周期  

20世纪末，科学家首次提出，地球内核的旋转可能比地球的其他部分更快，也就是所谓的“超级自转”。但对于这种旋转速度的判断众说纷纭。

这在某种程度上也是因为，还没有任何科学手段能够直接观测地球深处的情况。地震波是目前科学界最常用的间接测量之一，它的传播模式可以揭示出地球深处结构的细节。

在这项新研究中，杨翼和宋晓东巧妙地找到了一种巧妙的方法。他们通过利用同一震源重复发生的天然地震，来追踪这些穿过内核的地震波的波形和传播时间之间的差异，进而分析内核的旋转模式。

研究发现，自2009年前后，那些在之前显示出明显时间差异的路径，几乎鲜有变化。这似乎暗示着，内核旋转暂停了。

研究人员一步回顾了20世纪60年代末和70年代初的数据，通过将他们的发现与这些数据进行比较，他们意识到这一现象可能与内核的反向有关。类似的反向现象的转折点曾在20世纪70年代初出现过。他们认为，地球内核的振荡可能是以大约70年的长度为周期发生的。

从表面到内核的旋转的地球系统，周期约60-70年。（图/北京大学）

尚无定论  

这种内核振荡的想法与其他一些地球物理的观测结果不谋而合，特别是地磁场随时间变化的模式，以及地球日长的改变。这些都提示着地球内核的运动比我们认为的要复杂得多。

但关于内核振荡是否真的可行，以及这种振荡的确切周期，学界仍没有达成共识。去年，一组研究团队也曾提出，地球内核可能以6年为周期振荡（详见《地球内核的神秘振荡》）。

还有很多问题有待解决，比如该如何理解并整合这些团队发现的不同长度的周期。两位研究人员都表示，连续记录的地震长期数据，对于监测地球中心的运动至关重要。

可以肯定的是，对于这样一个极不确定的问题，我们可能还会听到更多研究和新的信息。

参考来源：

https://cosmosmagazine.com/earth/inner-core-earth-reversing-paused-decades/

https://sess.pku.edu.cn/info/1291/3757.htm

https://www.nature.com/articles/d41586-023-00167-1

https://www.nature.com/articles/s41561-022-01112-z

本文来自微信公众号：原理 （ID：principia1687），作者：Takeko