地球的内核几乎就像是另一个星球。这个直径1500英里(约2400公里)的球体,并非由岩石构成,而是由固体铁构成,被外核——一个1300英里(约2100公里)厚的、翻腾的液态铁组成的“护城河”——与地球的其他部分隔开。1996年有报道称,这个星球中的星球甚至以自己的速度旋转,每世纪比地球的其余部分快约四分之一圈。
这种最新的独立性迹象并未让地球科学家感到完全意外。Lamont-Doherty地球观测站的地震学家Xiaodong Song表示,外核的液态铁温度极高,粘度不比水高多少,因此内核应该能够自由地独立旋转,就像浴缸里的沙滩球一样。此外,外核的计算机模型(其对流产生地球的磁场)已经表明,磁化的液态铁可能会牵引内核,使其比地球的其他部分转得更快。
Song和他的Lamont同事Paul Richards决定利用地震波记录来检验这一猜想,地震波从地震源深埋地层,然后出现在远处的记录站。但是,就像你的眼睛需要沙滩球上的条纹来判断它是否在旋转一样,Song和Richards也需要内核上的方向标记。幸运的是,其他地震学家已经发现了相当于条纹的东西。
Song解释说,大致南北穿过内核的地震波比东西传播的地震波大约快3%,这可能是因为铁晶体的大致方向都是南北向的。他和Richards推测,如果内核比地球其他部分转得快,那么这个地震快通道与地表点的关系应该会随时间改变(除非它恰好与自转轴完美对齐)。随着快通道越来越接近或远离某个固定的地震波路径——连接一个频繁的地震源和一个远程地震仪——沿该路径的波会移动得更快或更慢。
阿拉斯加州College地震站近30年的地震记录显示了这种变化。这些标志性的波来自1967年至1995年间南桑威奇群岛(靠近南极的地球另一侧)发生的数十次地震。每次地震都会通过地球上的多条路径发送地震波。穿过内核的波在1995年比1967年到达阿拉斯加站的速度快了约三分之一秒,而仅仅错过了内核的波则花费了完全相同的时间。Song和Richards得出结论,内核正在旋转,使得穿过它的波的传播速度越来越快。与地球的其余部分一样,它也是从西向东旋转,但每年快约1度。
年底,另一对地球物理学家证实了这一发现。洛斯阿拉莫斯国家实验室的Gary Glatzmaier和加州大学洛杉矶分校的Paul Roberts开发的内核计算机模型提供了一种可能的解释。在他们的模拟中,外核翻腾的铁形成了两个喷射流——它们是大气喷射流的深层对应物——围绕着内核的南北极。这些喷射流向东流动,携带磁场,进而像电动机的转子一样拖动着内核。














