最近的一项研究表明，地球内核正在减速，促使科学家们进一步调查。他们的研究得出了一个意外的发现：内核并非完全固态。
南加州大学 (USC) 的科学家分析了地震数据，并发现了核心成分的意外变化，从而深入了解了这些变化发生的原因。
核心减速及其影响
2024 年 6 月，南加州大学的科学家发表了一项研究，表明自 2010 年以来，地球内核一直在减速。这种减速会轻微影响地球的自转，导致白天时间略微变长。
“这很难察觉，只有千分之一秒的量级，几乎淹没在翻腾的海洋和大气层的噪音中，”南加州大学多恩西夫学院的地球科学院长约翰·维达尔 (John Vidale) 解释道。
此前，人们认为内核是一个由液态铁镍外核包裹的固态铁镍球体，外核产生了地球的磁场。维达尔认为，与熔融外核的相互作用以及地幔的引力作用导致了内核的减速。
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令人惊讶的新发现
进一步分析揭示了另一个意想不到的发现：“我分析了数十年的地震图，其中一组地震波数据与其他数据截然不同，”维达尔在新闻稿中指出。“后来，我才意识到我看到的证据表明内核并非固态。”
《Nature Geoscience》上的一项后续研究报告称，内核边界附近存在粘性变化，这可能是由于内核与外核之间的相互作用，以及地幔密度和对流电流的变化引起的。这是一个意外的发现，因为研究人员最初并没有打算重新定义内核的物理状态。
科学家如何研究地球核心
由于无法钻探到地核，科学家们依靠地震波来研究其性质。
在这些研究中，研究人员研究了 PKIKP 波——穿过内外核然后被地震监测站记录和分析的地震波。他们检查了来自大西洋无人火山岛南桑威奇群岛的地震数据，重点关注了 1991 年至 2024 年间北美地区埃尔森 (ILAR) 和黄刀镇 (YKA) 地震阵列记录的 121 次地震。
地震源与地震台站之间的大距离对于确保地震波穿过地核至关重要，这使得研究人员能够提取有关其成分和结构的有意义数据。这些遥远的位置就像一个“透镜”，捕捉到传播最长、信息量最大的路径的波。
通过比较不同时期的重复地震，科学家们识别出了地震波行为的变化。黄刀镇台站的一组数据包含了前所未见的地震波特性。直到改进了分辨率技术后，研究小组才意识到这些波形表明了内核内部存在额外的物理活动。
为什么核心会发生变化
两项研究的结果都表明，熔融的外核正在驱动这些变化。其湍流运动不仅减慢了内核的速度，还改变了其成分，这是在人类时间尺度上首次观测到的此类变化。
这些发现增进了我们对地球自转、磁场和热力学的理解。它们为揭示地质活动与行星自转之间复杂的相互作用提供了又一个关键环节。
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南加州大学。南加州大学研究证实地球内核自转已减慢
Nature。地球内核自转速率和近地表年际变化
