让我们理清一些关于我们星球内部的认识

探索我们星球的内部，就像我们探索太阳系一样，是一个可能永远无法到达的领域。地球内部的巨大压力和高温使得我们几乎无法想象如何能够亲眼目睹我们星球的大部分区域。这并不意味着我们对地球的内部运作知之甚少，但我们需要一些旁证来做到这一点。

如果我们从地表旅行到地球的中心，我们将行进近 4000 英里。尽管这与波士顿到赫尔辛基的距离相同，但穿越它的难度却要大得多。事实上，如果你想“直奔”下去，人类只到达了约 7.5 英里—— apenas 0.2% 的路程。达到这个深度的钻孔是著名的俄罗斯西北部的科拉超深钻孔（当时是苏联时期）。即使是那个孔，其宽度也不过是一个派盘大小。

直接探索地球内部的想法，其可行性就像超光速旅行一样。因此，我们必须利用其他线索和数据来了解脚下是什么，然后将它们与我们为行星内部开发的模型进行匹配。

我们能收集到的关于地球内部的最重要数据，可能就是地震产生的地震波穿过地球的速度。根据它们穿过的层，波的速度会不同。这是因为层的组成和状态会改变这些速度。一般来说，寒冷坚硬的材料意味着更快的波速，而温暖部分熔化的材料意味着更慢的波速。这是一个非常简化的说法，但在大体上是适用的。

地核正在减速？

《Nature Geosciences》杂志上近期的两项研究利用地震波数据揭示了关于地球内部的一些令人着迷的新信息。这些研究的头条新闻似乎在暗示我们星球可能要失控了，但实际上它们只是帮助我们理解了地幔和地核的动态性质。

第一项引起媒体关注的研究被宣传为“地球核心停止旋转！”。这听起来确实很戏剧化……但实际上并非如此。这项由Yang和Song进行的研究，利用重复的地震波传播路径来推断地球内部核心的运动。

地球的金属核心分为两层：液态的外核和固态的内核。内核在液体外核结晶时缓慢生长，并且它在旋转……但它的旋转与地球的自转是独立的。这是由于液体外核的存在。然而，由于电磁学、重力和动量，所有地球层之间似乎都存在联系。

他们从这些数据中发现，在过去 30 年里，内核的旋转可能已经停止甚至改变了方向。这似乎是内核旋转约 70 年周期的一部分——从某种意义上说，内核是在振荡而不是旋转。这种变化体现在一天长度（地球自转）的微小（我们说的是千分之一的千分之一的千分之一秒）变化上。

现在，内核可能停止旋转甚至反向旋转听起来可能很吓人，但作者们认为这是内核的正常行为。它对地表——甚至是对地球深处——过程的影响可能非常小。然而，这些地震数据让我们对地核的运作有了新的认识。

地幔是熔化的？

第二项由Hua等人进行的研究，利用地震数据来检查地球地幔的状态。在地壳（厚度最多约 45 英里）下方是地幔，这是一个延伸超过 1700 英里的层。重要的是，地幔不是一层熔岩。它有一层称为岩石圈的顶层，是坚硬、易碎的岩石（我们的构造板块由地壳和岩石圈组成）。下一层是软流圈，它也是固态但具有延展性——它可以弯曲和流动。

当热岩从地球深处上升到地表时，地幔会发生对流。其中一些热岩在中洋脊和其他构造边界下熔化。在存在熔岩（岩浆）的地方，地震波在穿过“液体”时会减慢速度。

Hua 等人发现，在我们脚下约 90-100 英里处有一个区域，似乎是一个全球普遍存在的低速层。他们将其解释为嵌入软流圈中的地幔部分熔融区域。

现在，新闻头条使用了诸如“熔岩层”或“隐藏的熔岩层潜伏”之类的词语。情况并非完全如此。这项研究提出的层是部分熔融。这意味着它很可能大部分是固态，但夹杂着相当一部分岩浆。他们没有说明比例，但可能占岩石层的 20% 是液态岩石。这与大面积的岩浆层相去甚远。

这项研究中最有趣的是，该层在全球范围内都有观察到。我们知道，在地幔中存在部分熔融的区域，例如岩石正在积极熔化的中洋脊、俯冲带（如安第斯山脉）和热点（如夏威夷）。一个全球性层意味着，在该深度至少存在熔化地幔的条件。

所以，请放心，这些新研究并没有暗示地球正在做一些新的、危险的事情。相反，我们正在利用地震波数据来揭示更多关于地球内部这个最后的边疆的信息。我们可能永远无法到达那里，但至少我们可以瞥见可能发生的事情。