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南加州大学的研究人员证明地核正在失去速度

南加州大学的研究人员证明地核正在失去速度

2010年左右,内核开始减速,移动速度比地球表面还要慢。 图片来源:南加州大学

一项新的研究提供了明确的证据,表明地球内核在 2010 年左右开始减速。

南加州大学 科学家发现,地球内核相对于地球表面的速度正在减慢,这一现象在经历了数十年的相反趋势后于 2010 年左右开始出现。 通过对地震和核试验的详细地震数据的分析揭示了这一重大转变。 减速受到周围液体外核动力学和地幔引力的影响,可能会对地球自转产生轻微影响。

内核动力学

南加州大学的科学家们已经证明,地球内核相对于地球表面正在后退(速度减慢),如 6 月 12 日发表在该杂志上的新研究所示 自然

科学界长期以来一直在争论内核的运动,一些研究表明内核的旋转速度比地球表面的旋转速度快。 然而,南加州大学最近的研究得出结论,从 2010 年左右开始,内核的速度减慢,现在的移动速度比地球表面的速度还要慢。

“当我第一次看到暗示这种变化的地震图时,我感到很困惑,”南加州大学多恩西夫文学、艺术与科学学院地球科学系主任教授约翰·维达尔说。 “但是当我们发现其他二十个观察结果指向相同的模式时,结论是不可避免的。内核几十年来第一次减慢了速度。其他科学家最近支持类似和不同的模型,但我们的最新研究提供了最有说服力的解决方案。”

相对下降和放缓

内核相对于地球表面处于倒转和收缩状态,因为它的移动速度在大约 40 年来首次比地幔速度稍慢,而不是比地幔快。 与前几十年的速度相比,内核正在减慢。

内核是铁和镍的实心球,周围是液态铁和镍的外核。 内核大约有月球那么大,位于我们脚下 3000 多英里处,这给研究人员带来了挑战:无法访问或观察它。 科学家必须利用地震的地震波来可视化内核的运动。

迭代方法的新方法

与其他研究不同,中国科学院的维达尔和王伟使用了重复波形和地震。 重复地震是在同一地点发生并产生相同地震图的地震事件。

在这项研究中,研究人员汇编并分析了南桑威奇群岛周围 1991 年至 2023 年间发生的 121 次重复地震记录的地震数据。 他们还使用了 1971 年至 1974 年间苏联两次核试验以及法国和美国重复试验的数据。 来自其他内核研究的核实验。

维达尔说,内核速度减慢是由围绕其的液态铁外核的摇摆引起的,除了来自上覆岩石地幔致密区域的引力之外,液态铁产生了地球磁场。

对地球表面的影响

地球表面内核运动的这种变化的影响只能推测。 维达尔说,内核的退缩可能会改变一天的长度几分之一秒:“很难注意到,在千分之一秒的数量级上,它几乎消失在海洋的噪音中和气氛。”

南加州大学科学家未来的研究希望更详细地绘制内核的路径,以准确揭示其变化的原因。

“内心的舞蹈可能比我们迄今为止所知的更加充满活力,”维达尔说。

参考文献:“地震波形反射的内核收缩”,作者:Wei Wang,Jun E。 Fidel、Guanying Pang、Keith D. Cooper 和 Ruyan Wang,2024 年 6 月 12 日, 自然
号码:10.1038/s41586-024-07536-4

除了维达尔之外,其他研究作者还包括南加州大学多恩西夫分校的王瑞安、中国科学院的王伟、康奈尔大学的庞冠英和犹他大学的基思·库珀。

该研究得到了国家科学基金(EAR-2041892)和中国科学院地质与地球物理研究所(IGGCAS-201904和IGGCAS-202204)的支持。

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