據(jù)《自然地球科學》報道,本月日,劍橋大學博士生發(fā)現(xiàn)以往對地核自轉速率的認識是錯誤的,雖然地核自轉的角速度比赤道位置要快,但不是每一萬年增加一度,而是每一百萬年增加一度。
地球結構模擬圖
我們所知,地核分為外地核與內(nèi)地核。地球存在自轉,而地核也存在自轉,兩者是一種差速轉動的關系。也就是說,經(jīng)過一百萬年,地核將比赤道多轉了一度。然而,隨著時間的推移,由于處于外地核上的液態(tài)物質凝結于其表面,使得地核自轉增加得非常緩慢。而在這個過程中,內(nèi)地核東西半球在轉速上的差異性對地核自轉的影響是如何進行關聯(lián)的,還需要進一步證實。
劍橋大學地球科學系博士生,也是該文的第一作者解釋說:“較快的自轉速率與對內(nèi)地核半球的監(jiān)測數(shù)據(jù)不符,因為沒有足夠的時間將這種轉速上的差異作用于內(nèi)地核結構。這個問題就像一個物體不可能有兩種屬性。然而,我們卻從半球結構的演化中得出了地核的轉速,因此這也是第一次將內(nèi)地核半球結構同自轉的問題聯(lián)系起來。”
為了進行本次研究,科學家將地震體波穿透千米深的內(nèi)地核,通過比較震波總的用時與從內(nèi)地核表面反射回來所消耗的時間,這個時間差將揭示出內(nèi)地核上方千米處的轉速。他們將這個數(shù)據(jù)與內(nèi)地核東西半球轉速的差異相關聯(lián)。他們首先監(jiān)測到東西半球存在轉速上的差異,并通過對兩個半球分界線的研究后發(fā)現(xiàn)它們都向東移動。由于內(nèi)地核隨著時間推移向外擴張,其外層結構就比內(nèi)部更深處來得年輕,而兩個半球分界線的差動導致了內(nèi)地核的自轉。所以只要獲得了分界線差動和地核擴張的參數(shù),我們就能算出地核的自轉速率了。
雖然地核位于千米深的地下,但是其依然能對地表產(chǎn)生影響。特別是隨著內(nèi)地核向外擴張,凝固過程中釋放的熱量又促進了外核中液態(tài)物質的對流。這種對流就產(chǎn)生了地球的磁場。如果沒有地球磁場,太陽輻射將長驅直入,生命也就不可能存在了。
這個研究報告是第一次發(fā)現(xiàn)內(nèi)地核自轉速率是如此的緩慢,同時也提供了一個非常有價值的研究方向:是否可以建立一種模型,來模擬外地核的液態(tài)物質對流,使我們對地球磁場的演化有一個更為深入的了解。
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