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  • 1 # 科研小蟲

    不相同,其液態地核的轉速會快於地球外表。

    這項發現於7月18日在“ 自然”雜誌上發表,可能會促進對地球磁場如何產生及其週期性逆轉的理解。熱量如何流經地球,以及地球的多層內部如何演變。

    核心在與地球相同的方向上旋轉並且稍微快一些,完成其每天一次的旋轉比整個地球快三分之二秒。科學家們發現,在過去的100年裡,這個核心的額外速度已經使整個地球的核心轉了四分之一。他們指出,這種運動對於地質運動來說非常快 - 比大陸的漂移快10萬倍。科學家透過測量透過核心的地震產生的地震波的速度變化來做出他們的發現。

    這項研究由位於紐約Palisades的哥倫比亞地球科學研究所Lamont-Doherty的地震學家Xiaodong Song和Paul G. Richards進行,他是哥倫比亞大學Storke-Doherty講師和Richards博士自然科學教授。

    “幾十年來,核心的運動一直是理論家的領域,”理查茲博士在接受採訪時說。“這是第一次,我們有一個很難的觀察證據,一個實際測量,在那裡發生的事情。”

    科學家說,發現這樣一個基本屬性將促進行星的理解。它將引發新的研究,以解釋觀測到的地球磁場變化模式,包括北極和南極在地球歷史上“徘徊”和週期性反轉的方式。它將產生關於地球中心溫度和行星熱量流動的新知識,最終驅動地球表面的構造板塊運動,形成山脈和海洋,分裂大陸並引發地震。

    Lamont-Doherty研究人員的研究結果最終導致了核心的快速發現。在20世紀80年代末和90年代初期,包括宋博士在內的加州理工學院的同事們在內的幾位科學家觀察到,沿著大致南北向的路徑穿過核心的地震波比靠近赤道。科學家們推測,地球核心的巨大壓力,即核心表面比地球表面的大氣壓力高出數百萬倍,使鐵原子與一個獨特的晶體結構對齊,從而減緩某些方向的波浪並創造出來。近地南北方向的地震波“快速通道”。最近的研究也表明“

    地球和核心在同一旋轉軸上旋轉,但由於核心旋轉的速度比整個行星快一點,因此透過核心的“快軸”向東移動。多年來,它沿著北極繞過一條圓形路徑,並移動到相對於地球地幔和地殼的不同位置。這一基本特徵使Lamont科學家能夠發現它們。

    宋博士和理查茲博士研究了1967年至1995年間發生在地球底部南桑威奇群島附近的38次地震的地震波。他們測量了透過核心向上接收到地球頂部阿拉斯加地震儀的波浪的速度,並發現波浪在20世紀90年代比在20世紀60年代更早到達0.3秒。

    波浪的速度在此期間穩步增加,因為核心的“快軸” - 透過核心的最快路徑 - 逐漸變得更加緊密地與南桑威奇和阿拉斯加之間的波浪所經過的實際路徑對齊,科學家說。他們說,波速的變化表明快軸相對於地球運動,證明核心比地球旋轉得更快。

    作為補充證據,Lamont-Doherty科學家測量了在挪威收到的紐西蘭附近Kermadec群島地震的地震波傳播時間。這些波浪在20世紀90年代穿過核心的時間比20世紀80年代更長,因為在此期間,核心的快軸已經遠離Kermadec和挪威之間的地震波路徑。

    該研究由國家科學基金會資助。美國國家科學基金會還支援Lamont-Doherty的長期全球地震記錄檔案,該檔案記載了測量核心旋轉的關鍵資料。

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    去年秋天,宋博士和理查茲博士對模擬發電機產生地球磁場的理論計算機模型的初步結果很感興趣。該模型由洛斯阿拉莫斯國家實驗室的Gary Glatzmaier和加州大學洛杉磯分校的Paul Roberts建立,表明地球及其核心可能以不同的速率旋轉。

    為了證明這一理論,Lamont-Doherty地震學家確定了一條與核心快軸緊密對齊的路徑。一端是地震監測站; 另一方面,地震多發地區始終產生許多地震波來研究。他們比較了穿過核心的地震波的到達時間和僅透過外核的地震波的到達時間。他們發現,後者的波浪在28年的時間裡保持不變,但穿過核心的波浪在三十年內很快到達但穩定。

    宋博士和理查茲博士計算出,在一年多的時間裡,核心比地球的地幔和地殼旋轉大約一個縱向度。核心在大約400年內在地球內部進行了徹底的革命。

    地球的核心是在地球歷史的早期形成的,因為較重的鐵水沉入了地球的中心。當地球冷卻並向表面散發內部熱量時,一些鐵水開始凝固,在地球中心形成緻密,堅固的核心。巨大的壓力使內芯保持在7,000華氏度範圍內的溫度範圍內,並且可能更高。

    外芯中的流體鐵在兩個芯之間的邊界處繼續凝固,因此在十億年後,內芯穩定地增長到其目前的直徑為1500英里。(核心和外核共同寬度為4,350英里,地球直徑約為7,900英里。)地球液體核心內的電流和對流運動產生了行星強大的磁場,進而驅動核心的方式。現在可以觀察到了。

    大約十億安培的電流流入和流出內芯,穿過內芯和外芯之間的邊界。在存在磁場的情況下,該電流導致力施加到內芯,然後內芯旋轉。基本上,核心旋轉是因為它是巨大電動機的一部分。

    核心的直徑約為月球的四分之三,質量密度幾乎是水密度的13倍。核心的質量約為一億億噸 - 比月球質量大約30%。

  • 2 # 搖擺的地球

    地球表面的轉速與其液態地核的轉速是不同的,根據地球搖擺運動形成原理可知,地球是在“太陽風”斥力作用下自轉的,液態地核和地幔是在地殼運動的帶動下自轉的,地球表面是主動運動,液態地核的運動是從動運動,運動過程中,地幔發生扭曲,造成地表主動運動的速度大於地核從動運動的速度。

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