研究顯示，地球的核心正在神秘地改變形狀

我們星球內部的、地獄般的陰謀可能比我們想象的要復雜得多。

對地球心臟的全新詳細探測表明，旋轉的內核不僅在轉速上發生變化，而且在形狀上也發生了變化，聲波在行星中心的傳播方式也出現了細微的變化。

這是一個瘋狂的發現，它將導致對核心如何運作的更好理解——這反過來又將揭示地球其他奇怪的行為方式。

“發現一個以前沒有記錄的過程是一種刺激，”南加州大學的地球物理學家約翰·維代爾 （John Vidale） 告訴 ScienceAlert。“我們一直希望找到下一個奇怪而深刻的事實，而這個觀察是全新的。下一步將是確保我們是正確的，并磨練我們的模型。

地球的固體內核代表了地球物理學中最神秘的引擎之一。它在下面旋轉，包裹在緩沖殼中熔融的外芯，與行星行為（如白晝的長度）以及地磁場通過其運動產生的電磁作用旋轉到太空中不可避免地聯系在一起。

由于核心在行星過程中起著如此重要的作用，科學家們正在爭先恐后地找出那里到底發生了什么。但是，好吧，我們不能下去看看它。幸運的是，我們的星球為我們提供了一種測量其內部的方法：地震。當地殼破裂和震動時，聲波會在周圍回蕩，傳播或反彈它遇到的不同材料。

然后，科學家可以分析世界各地的地震監測站接收到的波，以測量行星的核心。例如，我們知道地球的內核是可能是一個又熱又密的球由實心鐵和鎳制成，直徑約為 2,440 公里（1,516 英里），比冥王星.證據還表明，它展示了超自轉，比地球本身旋轉得更快，盡管近年來它可能已經放緩.

多年來，Vidale 和他的同事們一直在利用地震數據來揭開內核的神秘面紗。2022 年，他們發表了一篇論文描述了內核轉速的變化與地球白晝長度的周期性變化之間的聯系。進一步調查揭曉畢竟沒有聯系。

Vidale 指出，如果我們想能夠準確地將核心的行為與該行為對整個地球的影響聯系起來，我們需要相應地描述行為。

現在，已經非常確定的是，內核的旋轉會改變速度，顯然，旋轉速度與行星旋轉不同。但是，從地芯反彈的地震波存在難以確定的變化：是由于轉速的變化，還是由于地心形狀的變化？

為了了解這種現象，Vidale 和他的團隊研究了 168 對穿越地球的重復地震。

“每對重復的地震都是兩個幾乎相同的地震，”他解釋說，“這樣我們就可以將觀察到的任何變化與地震波傳播路徑的差異聯系起來。

他們比較了內核重新占據相同位置時的地震對，這意味著他們可以排除地震信號變化引起的旋轉速率變化。他們的結果顯示，在內核和外核之間的邊界處掠過內核表面的波存在差異——這表明核的形狀存在變化。

那么這是什么樣子的呢？

“很難確定，但可能是內核邊界的微小凹陷和隆起，以響應劇烈流動的外核，”Vidale 說。“這些變化可能完全在內核內部，但可能性較小。引導我們猜測的事實是，內核正好位于其表面的熔點，因此可能非常軟。

造成這種情況的原因有很多，但其中最主要的是地球內部高密度物質區域的吸引力，稱為大型低剪切速度省份.外芯中的對流也有可能拖拽內芯以改變其形狀。或者兩者兼而有之。

但真正酷的是，地震數據中的信號可以歸因于內核的兩個變化：旋轉速率的變化和形狀的變化。當然，Vidale 和他的同事們將繼續調查。

“更多的數據通常是更好地了解新索賠的最佳方式，”Vidale 說。“如果內核繼續朝著過去 15 年的方向發展，它很快就會回到 2000 年左右的水平，那時它可能會做一些有趣的事情。”未來幾年將是有啟發性的。

該研究已發表在自然 地球科學.

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