中評社北京1月24日電／據科技日報報導，地球存在“表裡不一”的特徵，處於地球最中心的固態內核，有著和外部圈層不一樣的自轉周期，這就是地球內核的“差速旋轉”現象。
對於地球內核的旋轉速度和方向的確定極具挑戰性，我國學者最新的研究結果，首次揭示了內核長達57年的差速旋轉模式。
論文通訊作者、北京大學地球與空間科學學院教授宋曉東向科技日報記者表示，研究發現，從20世紀70年代初期到2009年左右，地球內核為正向差速旋轉，速率快於地球自轉，而從2009年之後，內核開始反向差速旋轉，速率慢於地球自轉。
“我們分析，內核的旋轉很可能還存在周期為70年左右的震蕩模式。”論文第一作者、北京大學地球與空間科學學院特聘副研究員楊翼博士表示，此周期同時存在於地球其他圈層中，比如外核、地幔以及地表，“研究首次揭示，地球可能存在著一個從地心到地表的共振系統，不同圈層很可能存在耦合關係。”
相關成果於2023年1月23日在線發表在英國《自然·地球科學》雜誌上。
地震波探測發現
2009年起地球內核“反轉”
科學家通過地震波來探測地球內核的物理特性。記者瞭解到，研究者利用在同一震源重復發生的天然地震，分析了1964年到2021年間的地震觀測數據，追蹤地球內核的旋轉模式。
通常，同一位置發生的兩次地震，在同一地震台站會產生幾乎同樣的地震波形和到時記錄。然而，當某些地震波穿透地球內核時，研究者發現，兩次波形和到時有著明顯不同。
“這意味著同一采樣路徑卻采樣到了不同的內核結構，正是由於內核的旋轉使其內部的不均勻結構發生了橫向移動。”楊翼博士說。
令人驚訝的是，2009年以來，這種地震信號的時變現象在全球的地震波路徑上統一消失了。經過更精確的分析，研究者認為，地球內核的正向差速旋轉在2009年就接近停止並開始緩慢地反向。
首次揭示地球不同圈層
70年周期振蕩模式
類似的反向旋轉現象在20世紀70年代初期也有出現，研究者認為，這表明內核的旋轉很可能存在周期為六七十年左右的震蕩模式。
“如果取第一個轉折點是1974年，第二個轉折點取2009年，對應的半周期為35年，則完整的振蕩周期約為70年左右。”宋曉東解釋說。
巧合的是，地球不同圈層都存在約70年的周期變化，包括地球自轉、地球磁場、海平面和全球地表溫度等。
“地球系統從地表到地心不同圈層很可能存在耦合關係。同時，類似的周期可能代表一個共振系統，產生相互放大作用。”宋曉東指出，這對地球系統科學有著重要的啟發意義，有助於我們理解地球深部圈層的運行機制。
審稿人認為，該研究是有關核幔耦合機制的重要問題，揭示了地核和地表的潛在聯繫。 |
