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地球的神秘核心比你想象的要奇怪得多

地球的神秘核心比你想象的要奇怪得多

地球核心的插图。
iStock/Getty Images Plus

  • 几十年来,地核一直困扰着研究人员,它仍然蕴藏着许多秘密。
  • 最近的研究表明,这个深埋在我们脚下的热熔炉比我们想象的更奇怪。
  • 内核可能正在旋转,科学家认为它被古老的海底覆盖。

地球神秘的核心对于地球上生命的各个部分都至关重要。

这个熔融金属熔炉位于我们脚下约 1,800 英里处,它使我们的大气层保持完整,并保护我们免受太阳辐射。

但科学家们仍然不明白它到底是如何工作的。 由于显而易见的原因,我们无法前往那里,因此研究人员必须依靠穿过地球的冲击波来为我们提供有关地球核心到底发生了什么的线索。

最近的研究揭示了一系列关于地球核心的惊人发现,科学家们现在表示他们正在开始揭开它的秘密。

南美洲上空地球磁场出现显着偏差,地核可能是原因

尽管地球对我们来说似乎是静态的,但我们的星球内部正在发生很多事情。 在地球寒冷、脆弱的地壳及其熔岩覆盖层之下是地球的核心。

在核心内部,温度非常高,金属像剧烈搅拌的液体一样渗出。

该图解释了地核如何充当巨型发电机,创造地球的磁场。
美国宇航局/安德鲁·Z. 科尔文,CC BY-SA 4.0

这对于地球上的所有生命都极其重要:当这种金属旋转时,它会产生从地球两极辐射的强大磁场。

这些磁场反过来又充当了我们星球的屏障,使我们的大气层保持在适当的位置,并反射了不断沐浴在地球上的最恶劣的太阳辐射。

这就是为什么科学家们对过去 50 年来地球磁场减弱了多少感到困惑。

南大西洋异常区位于南美大陆中部,据认为该地区的太阳辐射量略多,可以穿透地球的保护层。

地球上的人们仍然可以免受这种辐射的影响。 但据 Insider 2020 年报道,卫星和航天器在穿越该地区时可能会遭受更多损坏。

由欧洲航天局的 SWARM 卫星测量的 2020 年地球磁场强度。 蓝色是场中较弱的区域。
维基共享资源/Christopher C. Finley 等人。

这种异常现象在过去50年里变得越来越大,而且还开始分裂成两点,这让科学家们感到困惑。

德国地球科学研究中心的于尔根·马茨卡 (Jürgen Matzka) 在 2020 年 5 月的结果附带的欧空局声明中表示:“现在的挑战是了解地核中发生的推动这些变化的过程。”

比珠穆朗玛峰高五倍的巨山可以温暖她的心

地幔比地核温度低得多,因此地核的外边缘必须逐渐变冷以匹配其上方层的温度。

但这种情况并没有发生,因为地幔和地核之间的边界温度升高。

这使得专家们相信,地幔的核心边界可能存在未知的层或现象,以保持地球核心的温暖。 A 4 月份发表的一项研究 提供了一个潜在的解决方案。

研究地震冲击波如何从地核反弹的科学家表明,它们可能被包裹在古代洋底的部分区域中,这些部分在数百万年的时间里被大陆相互碰撞压缩回地球时“循环利用”。

科学家在南极洲放置地震设备的照片旁边是核心周围结构的概念图。
亚利桑那州立大学的 Edward Garnero 和李明明/Lindsay Kenyon

该研究的主要作者和研究人员萨曼莎·汉森 (Samantha Hansen) 表示,古代海洋的底部将是解释这种明显温度变化的完美候选者:它的密度非常大,很容易沉入地幔底部,而且非常耐热。该大学的地质科学教授。 他之前在阿拉巴马州告诉 Insider。

该研究的一位作者在一份新闻稿中表示,通过查看地震数据,科学家们发现,这一层将作为核心的盖子,其山峰的大小可能是珠穆朗玛峰的五倍。

地球内核可能正在旋转,有时会向后翻转

内核本身并不统一。 在我们星球的核心,压力变得如此之大,以至于金属无法再液化。 相反,它的行为就像一个巨大的固体金属球,称为内核。

我们星球不同层的艺术可视化,包括地壳、地幔、内核和外核。
GT

因为它漂浮在熔融金属池中,所以我们的内核不一定以与行星相同的速度旋转。 事实上,A 最近的研究 研究发现,内核最近可能停止旋转,并可能开始向另一个方向旋转。

该理论认为,地球内核的磁场与地幔(位于地核正上方的巨大岩石块)的强大引力场相竞争。

据 Insider 的摩根·麦克福尔-约翰逊和克里斯·帕内拉此前报道,每隔几十年左右,一种力量可能会战胜另一种力量。

这没什么好恐慌的。 研究发现,事实上,同样的事情似乎在 1971 年左右也发生过。 那时世界并没有停止转动。

南加州大学地球物理学家约翰·菲德尔表示,尽管这种现象“可能是良性的”,但科学家们希望更多地了解它。 华盛顿邮报 在一月。

“我们不想让我们不了解的东西埋藏在地下深处,”他告诉《华盛顿邮报》。

心脏可能生长不均匀

核心始终在成长。 每年,内核中都有更多的铁结晶,其半径增加约一毫米。

我们已经知道这一点有一段时间了。 但 2021年学习 这引起了学者们的惊讶。

研究发现,球体东部位于印度尼西亚班达海下方,铁晶体含量似乎比另一侧多约 60%。

简而言之,根据这项研究,地球内核是横向生长的。

然而,这并不意味着内核就长成了足球。 据《Insider》此前报道,科学家认为,虽然晶体出现在内核的一侧,但它们会在另一侧重新分布,以保持其球形形状。

显示铁晶体如何在地球内核周围分布和移动的图表。
海军陆战队拉斯普拉斯

科学家们说,这一新信息可能会告诉我们同样多关于地核上方地幔的信息:地幔的这一侧可能比西侧的地幔稍微冷一些。

研究合著者、加州大学伯克利分校地震学家丹尼尔·弗罗斯特当时告诉《生活科学》,问题是“这会改变磁场的强度吗?”

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