北京大学进行的一项研究发现行星的中心减慢了它的旋转速度.我们和杰西卡·欧文博士他是布里斯托尔大学地球科学学院的地震学家和高级讲师。

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地球内部是什么样子的?

地壳是由岩石构成的。这是一大片区域,我们称之为地幔。这是坚硬的岩石状物质,但它处于高压和高温下,所以它与你在公园里闲逛时看到的岩石不同。

越过地幔的底部,我们进入地球的最深处,到达地核。在那里,我们把岩石抛在后面,进入一个中心的铁制大球。这是因为铁比岩石重。

我们说的是一个巨大的球体,大约是地球半径的一半,由金属组成。但我们也可以把这个核心分成两个不同的部分。

我们有外核,它是由熔化的金属构成的。然后在中间,我们有固体内核,其半径约为地球的五分之一。

我们如何研究地核的变化?

我们有很多不同的技术来进行间接观察。挖出来的洞都帮不了你。迄今为止最深的洞有12公里多一点。

要深入到内核,我们需要深入数千公里,我们当然没有样本。地震学家观察地震波的记录,地震波直接穿过岩石地幔——液态的外核,进入内核——然后一路返回到地球的远端。

然后他们试图寻找另一次发生在尽可能近的地震,并被同一台地震仪检测到。

是什么导致地核旋转?

内核有几个不同的力作用在上面,可以使它旋转不同。我们说的是地核的差动旋转,与我们站在地表上所感受到的略有不同。地核是我们的磁场的来源。

它被称为地球发电机,是由在地球外核运动的熔融铁产生的。磁场延伸到行星表面之外。你可以在太空中看到它。我们真的很幸运,因为它能保护地球免受宇宙辐射。

更像这样

它是在外核产生的,有可能有磁场的扭曲或环形元素作用在内核上,使其轻微扭曲。所以,它们可能会导致内核的差动旋转。但那并不是唯一发生的事情。

引力也在起作用。地球地幔的底部有点不均匀。引力希望这些不均匀的结构相对于内核保持排列,以保持它们的稳定。

但是电磁力会拖住内核,使其旋转。因此,在我们星球的中心,这些不同力量之间正在进行一场巨大的战斗。

这项新研究发现了什么?

研究发现,当他们观察在不同时间发生的尽可能接近的一对地震时,比如在90年代,它们似乎在地震波穿过内核的方式上表现出了一些差异。但是最近的几次地震似乎没有表现出差异。

所以,这篇论文基本上说的是,也许内核旋转的速度相对于地球上的岩石部分略有不同。这是最大的收获。不过它确实有一些副作用。这可能与一天长度的微小变化有关。这是本文得出的结论之一。

这会产生多大的影响呢?

早上多喝一杯茶的时间是不够的。这些都是非常微小的变化,在一天的长度中可能只有十分之一毫秒。

我们能从这样的研究中学到什么?

我想澄清的是,有不同的科学家在研究这个问题。他们中的一些人认为内核正在轻微地改变它的旋转速率。但我们真正研究的是行星内部发生的动态变化。我们知道我们并不总是有一个内核,但我们甚至不知道它有多大。

它目前的半径约为地球的五分之一,但如果你回到10亿年前,它甚至根本不存在。它在数百万年里一直在缓慢生长。我们也不清楚内核的增长是如何改变地球磁场的,尽管我们知道肯定是这样。

作为科学家,我们仍然在努力了解行星中央发生了什么。地球是我们最容易研究的行星,但科学家们也对火星核心发生的事情感兴趣。还有研究水星核心的任务。我们在这个地方,我们真正开始了解行星是如何运作的。

我们还想更好地了解地球磁场是如何工作的。例如,我们知道它会翻转,但我们知道这不是一个像发条一样发生的过程。这真的很复杂。

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所以,如果我们能了解地核在做什么,我们就能更多地了解不同种类的磁场过程,这就能帮助我们理解保护罩是如何工作的。任何一点数据都非常有用。

关于我们的专家杰西卡·欧文博士

杰西卡是布里斯托尔大学地球科学学院的地震学家和高级讲师。她的研究成果已发表在期刊上《国际地球物理杂志》,《国家科学院院刊》和《自然天文学》。

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作者

杰森古蒂
杰森古蒂 BBC科学焦点特约编辑

杰森是BBC《科学焦点》的特约编辑。他拥有物理学硕士学位,并于2019年被英国杂志编辑协会评为年度栏目编辑。他从事科学技术报道已有十多年了。在这段时间里,他走过了大型强子对撞机的隧道,观看了斯蒂芬·霍金关于黑洞的里斯演讲,并报道了从模拟宇宙到跳舞的鹦鹉的一切。他负责杂志和网站的新闻版块,并定期在即时天才播客上露面。

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