地震波传播速度存在差异,新研究:地球内许可能长得不对称

根据地震波垂直传播(极点到极点)与水平传播的速度差异,科学家发现地球核心可能不是漂亮对称的球形,而是位于印尼班达海下方的一侧较凸,位于巴西下方的另一侧则增长较慢。

地球核心可分为液态外核与固态内核,但实际上整个核心层维持数十亿年熔融物质状态,直到数亿年前最内部液态铁才开始冷却凝固(实际上是25亿年前还是5亿年前,意见还在分歧中),也就是说,如今地球的固体内核是一个巨大铁晶体,且当这些晶体以某种方式排列时,可能会让地震波在某些方向传播得更快。

但当加州大学伯克利分校地震学家Daniel Frost领导的团队运算计算机模型时,却偶然发现一个意想不到的结果:地震波的垂直传播(极点到极点)速度与水平传播速度存在差异,也就是说,地球内核正以一种不平衡方式增长。

通过各种地球动力学模拟并参考高压高温下铁矿物理特性,研究人员试图弄清楚地球内核发生了什么事,而他们发现最简单的解释是:内核东侧(印尼班达海下方)增长速度比西侧(巴西下方)还要快(从赤道方向看过去)。

某一侧增长加快表明地球内核某些地方温度较高、某些地方则较冷,这对地球磁场具深刻影响,因为内核释放热量驱动外核对流,是产生地球磁场的发电机理论动力来源,但若新模拟表明的这种内核不平均增长率正确,就说明地球固体内核相对年轻,也许5~15亿年前才凝固下来,但地球磁场已有30亿年历史,代表早期磁场可能是通过其他方式产生。

新论文发布在《自然地球科学》(Nature Geoscience)期刊。

(首图来源:加州大学伯克利分校)

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