出品:科普中国
作者:张文华
(资料图片)
北京大学地球与空间科学学院杨翼博士与宋晓东教授最近在《自然·地球科学》国际期刊上发表论文,研究发现在过去十年左右的时间里,地球内核的差速旋转几乎停止了,相对于地幔,内核开始缓慢地反向旋转。这种旋转的变化也发生在20 世纪70年代早期,推测地球内核的旋转可能存在七十年左右的震荡周期。
地球内核是什么?
地球通常划分为外部圈层和内部圈层两大部分。外部圈层是我们所处的地面及以上部分,包括大气圈、水圈、生物圈,构成了我们生活的环境;内部圈层可以进一步划分为地壳、地幔和地核,其中地核由固态内核及其外层的液态外核共同组成。
地球圈层结构
(图片来源:veer图库)
内核由什么物质构成一直以来颇具争议,许多学者研究认为在大约45亿年前原生地球逐渐形成,由于铁和镍的质量较重,大部分沉入到了地球的内部,形成了固态的地球内核,即内核主要包含铁和镍。
地球内核为什么旋转更快?
传统认识地球是一个整体,认为内核旋转与地球其它圈层旋转保持同步,也就是说二者相对静止。1996年,美国哥伦比亚大学的保尔·理查兹博士和宋晓东博士利用地震学的方法研究发现地球内核在快速旋转,其旋转的速度大于地球其他部分。这项发现成为了探索地球内部结构新的开端,吸引着无数学者研究,随着科学家们的不断研究,我们对地球的深部结构与内核有了更多的认识,逐渐改变了我们以往的固有看法。
地球内核处于距地表5100千米-6371千米的地球深部,温度高达6000℃以上,我们无法用现有的技术手段直接深入地球内部进行测量。利用地震波研究地球内部结构与状态,类似于“给地球做CT”,对数据进行处理和分析,可以得出地球深部的动态变化。宋晓东等利用几十年期间所发生的五十余次地震数据及人为产生的地震波数据进行分析,计算走时,得出在1996年之前的三十多年里,通过地球内核的地震波走时发生了微小但系统的变化,这种变化就是由地球内核旋转速率与地壳地幔不同导致的。
地球内核快速自转的原因,有观点认为是由于地球自转过程中的惯性力——科里奥利力(Coriolis force)。这是一种由地球自转产生的力,它会影响物体的运动方向,简单来说就是让原本直线运动的物体的运动轨迹发生弯曲。
科里奥利力的作用效果示意
(图片来源:Wikipedia)
在地球自传过程中,由于科里奥利力的作用,使地球浅层的自转速度小于深层的自转速度,这也就是地球的差异旋转现象。也有观点认为,地核产生的巨大磁场所产生的力矩导致地球内核旋转速度不同。内核与地壳地幔之间隔着液态的外核,外核的低摩擦力利于内核更快速的旋转。
宋晓东教授团队发现,地球内核的旋转自约2009年起就几乎停止并且开始逐渐反向旋转;从20世纪70年代早期到约2009年之间,地球内核的差速旋转为正向,内核旋转速度大于地球自转速度;自约2009年起至今,缓慢反向旋转,差速旋转变为反向。所推测的内核旋转存在六七十年的震荡周期是否准确还需要未来更多的研究和探索。
研究内核的旋转有什么意义?
研究地球内核的旋转,有助于我们理解地球深部圈层的运行机制,了解地球内部构造运动规律。如在目前的一些理论中,地球磁场的产生就是由于地球液态外核的运动导致,地球外核是液态导电的,所以当它们呈现涡流时就会产生磁性——我们人人熟悉的右手螺旋定则就是描述电生磁现象。而地球的内核与外核紧密联系,也可能对地球磁场的产生和磁场反向都有决定性影响。
地球内外核相互作用导致地磁场产生的示意图
(图片来源:Wikipedia)
因此理解地核运动对地球科学等领域许多研究命题有重要的意义,为传统的地球深层内部结构的地震学研究增加了新的时间维度。差速旋转伴随着从原生地球形成以来的演化历史,对地球动力学的研究也有重要影响。
虽然地球内核的研究在科研领域是一项非常巨大的突破,但是正如宋晓东教授所说,它距离我们的日常生活还很远。“对于知识的追求是具有高等智慧的人类的基本需求。对这颗我们生于斯、长于斯的星球进行了解和探究是我们需要做的一件基本的事,也是探索类地星球的基础。”地球内核对我们来说是遥远而神秘的,它所产生的变化如何作用于我们的日常生活还没有一个明确的结论,这也是无数科研工作者不断探索的方向。
上一篇:现场惨烈!土耳其一天两次7.8级地震,为何如此多灾多难?
下一篇:最后一页
凡本网注明“XXX(非现代青年网)提供”的作品,均转载自其它媒体,转载目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点和其真实性负责。
原标题:黄渤王一博演绎街舞情(引题)电影《热烈》官宣定档暑期(主题)文 北京青年报记者肖扬20日,电影《热烈》官宣定档暑期并发布“滚烫青
2023-02-21 11:33
原标题:《美术里的中国》第三季邀您共赏笔底云烟铸就的爱国精魂中央广播电视总台大型纪录片《美术里的中国》第三季第四集,邀您欣赏画家吴湖
2023-02-21 11:45
原标题:回顾关于艺术的冒险之旅(引题)李冰冰发文告别“会画少年”(主题)文 北京青年报记者王磊20日,李冰冰发长文告别湖南卫视综艺《会画
2023-02-21 11:40
原标题:“国家图书馆西夏文献保护修复成果展”展出光明日报记者陈雪光明日报讯(记者陈雪)2月17日,“国家图书馆西夏文献保护修复成果展”开
2023-02-21 09:47
原标题:石齐:彩墨交融艺无止境《大师列传》第二季第六集即将播出彩墨交融真亦幻,艺无止境勇探寻。中央广播电视总台大型文化节目《大师列传
2023-02-21 09:33
原标题:酒店预订格外紧俏三天举行六场预展现场观展热闹非凡(引题)文物艺术品拍卖活力重现(主题)北京日报讯(记者王广燕)酒店预订爆满,预
2023-02-21 08:46
原标题:二月二“龙抬头”,这个“龙”从何而来?中新网北京2月21日电(记者上官云)“二月二,龙抬头,风调雨顺好年头。”热热闹闹的元宵节过后
2023-02-21 08:52
原标题:歌剧《山海情》二度回归重温时代洪流中小人物的奋斗史中新网北京2月20日电(记者高凯)歌剧《山海情》即将在国家大剧院开启第二轮热演,
2023-02-21 08:49
原标题:仅有“糖”分的单一套路难出惊喜之作(引题)仙侠古偶剧需要更高维度的打开方式(主题)文汇报记者卫中仙侠古偶剧《重紫》开播数日,
2023-02-21 08:45
原标题:非遗传承人章志峰:(引题)“茶百戏”活了(主题)中国文化报记者王彬每逢农历正月,福建武夷山的茶百戏研究院就会变得愈加繁忙。今
2023-02-21 08:46
原标题:广东公布汕头金平区等5个文物保护利用示范区中新网广州2月20日电(记者程景伟)广东省文化和旅游厅20日公布的信息显示,汕头金平区、韶
2023-02-21 07:51
原标题:多彩活动迎接“二月二”2月20日,浙江省台州市仙居县迎晖幼儿园的孩子们在“二月二龙抬头”活动中表演舞龙。2月21日将迎来“二月二,
2023-02-21 07:39
原标题:《蚁人与黄蜂女》票房破亿羊城晚报记者吕航2月19日,漫威超级英雄电影《蚁人与黄蜂女:量子狂潮》(简称《蚁人与黄蜂女》)正在热映,
2023-02-21 05:36
原标题:21日晚十点前后迎来“二月二,龙抬头”新华社南京2月19日电(记者王珏玢、邱冰清)21日迎来“二月二,龙抬头”。天文科普专家介绍,今
2023-02-21 05:51
原标题:五天四夜的寻音之旅,《听见我的旅行》交出音乐答卷工人日报—中工网记者陈俊宇三位音乐人,五天四夜的跋涉与探寻,未听过的声音带来
2023-02-20 16:55
原标题:纪录片《马斯克秀》上线:从创业到成功,马斯克都经历了什么?工人日报—中工网记者陈俊宇埃隆·马斯克,如何成为身价2500亿美元、人
2023-02-20 16:55
原标题:北京冬奥会官方电影《北京2022》发布首支预告片中新网北京2月20日电(记者陈杭)2022年2月20日,北京2022年冬奥会闭幕式在“鸟巢”圆满落幕
2023-02-20 16:33
原标题:刘令飞白举纲领衔《人间失格》羊城晚报记者艾修煜2月23日-26日,由中美英日四国顶尖艺术家匠心创制、全明星卡司阵容主演的中文原创音
2023-02-20 16:34
原标题:《别把孩子带“歪”了》新书发布,聚焦培养健康孩子、创建幸福家庭工人日报—中工网记者陶稳2月19日,中央民族大学出版社在北京图书大
2023-02-20 15:48
原标题:《乱我心者》首演场融合音乐+戏剧(引题) 戏剧,不只是到剧场看个故事(主题)北京日报记者王润从车水马龙的东单大街走进剧院,观看
2023-02-20 14:47
原标题:《诗经》中“兔”的文学书写作为十二生肖之一的“兔”很早就进入了周人的歌咏中。中国最早的诗歌总集《诗经》共305首,其中含有大量动
2023-02-20 14:50
原标题:重要发现!北京石景山文物“万古流芳碑”重见天日石景山区历史文化荟萃,自然山水灵秀天成,全域处于西山永定河文化带范围,是京西文
2023-02-20 14:40
原标题:容纳5000吨量级游轮停靠,武汉游轮母港启航在即工人日报—中工网记者张翀通讯员王佩正2月16日,由中交二航局承建的武汉港核心区趸船码
2023-02-20 14:33
原标题:全国乡村文化活动年启动人民日报海外版电(记者郑海鸥、强郁文)2月12日,由文化和旅游部、农业农村部、国家乡村振兴局、湖北省人民政
2023-02-20 13:37
原标题:一对老夫妻半个世纪的珍藏——(主题)8600余枚火花入藏首博(副题)北京日报讯(记者李祺瑶)首都博物馆正在对馆内展陈进行提升改造
2023-02-20 13:45