自然科普:最新發現地球“最內層地核”!
來源:新浪科技
作者:葉傾城
發布時間:2021-04-30
瀏覽次數:1267

  據國外媒體(ti) 報道,也許是時候要改寫(xie) 教科書(shu) 了,因為(wei) 科學家們(men) 發現了地球中心存在“第五層”,即最內(nei) 層地核。

  澳大利亞(ya) 國立大學地質學家創建了一種搜索算法,可使他們(men) 在數千個(ge) 地核模型中進行搜索,長期以來,教科書(shu) 中指出地球分為(wei) 四層:地殼、地幔、外核和內(nei) 核,但十幾年前科學家置疑是否存在第五層?但經過數次勘測,均已失敗告終,因為(wei) 當時的科學技術無法勘測分析地球最深處。

  地球“第五層”或將改寫(xie) 教科書(shu)

  目前澳大利亞(ya) 科學家發現了地球內(nei) 核鐵結構存在變化,表明在距離地球核心650公裏處有一條此前未發現的“邊界線”。

  該研究報告第一作者喬(qiao) 安妮·斯蒂芬森說:“這太令人激動了,我們(men) 可能必須改寫(xie) 教科書(shu) 了!”作為(wei) 研究的一部分,研究人員使用了國際地震中心捕捉到的地震波在地球內(nei) 部傳(chuan) 播的時間數據,之後他們(men) 利用最新算法在數據中搜索,以發現地核最內(nei) 部結構發生變化的相關(guan) 證據。

  發現鐵結構中微小變化被證明是“特別困難的”,但他們(men) 可以證明地球曆史上兩(liang) 個(ge) 獨立的冷卻事件。這表明,在地球演變的最初幾年裏——大約45億(yi) 年前,曾發生了一件戲劇性未知事件。

  喬(qiao) 安妮解釋稱,該大事件的具體(ti) 細節仍然是一個(ge) 謎團,但我們(men) 為(wei) 理解地球內(nei) 核增加了一塊拚圖。在此之前,我們(men) 對地球最深處的了解都是通過火山爆發和地震波的組合數據,這些都是間接觀測,但地質學家能夠確定地核溫度達到5000攝氏度以上。

  地球內(nei) 核相對較小,僅(jin) 占地球體(ti) 積的1%,作為(wei) 一個(ge) 整體(ti) 存在,地球內(nei) 部從(cong) 裏至外分別是內(nei) 核、外核、地幔、地殼,內(nei) 核對於(yu) 地核演變具有重要意義(yi) ,它與(yu) 地核形成的早期階段有關(guan) 。

  地球內(nei) 部五層結構

  依據最新研究,地球內(nei) 部結構應當是五層結構,而不是之前的四層。從(cong) 外至裏分別是:地殼:最大深度可達70千米,這是地球的最外層,覆蓋著海洋和陸地;地幔:下地幔最大可向下延伸2890千米,這是地球最厚的一層,由比地殼更富含鐵和鎂的矽酸鹽岩石組成;外核:深度在2890-5150千米之間,是由液態鐵、鎳和微量輕元素構成;內(nei) 核:最大深度可達到6370千米,該區域被認為(wei) 是由固態鐵和鎳構成;最內(nei) 層地核:距離地球核心650千米,是固態鐵,相對於(yu) 內(nei) 核,是一種不同類型的未知結構。

  神秘的最內(nei) 層地核

  之前研究表明,地球內(nei) 部存在一個(ge) 最內(nei) 層的地核結構,相對於(yu) 其他地核層具有明顯的各向異性,各向異性是材料組成的差異改變地震波性質的方式。

  喬(qiao) 安妮是一位博士研究員,她表示,幾十年前曾有人提出地球潛在最內(nei) 層地核的想法,但相關(guan) 數據一直很模糊。我們(men) 使用了一種非常智能的搜索算法,搜索了數千個(ge) 內(nei) 核模型,從(cong) 而解決(jue) 了這個(ge) 難題。

  依據喬(qiao) 安妮的觀點,當地震波穿過地核時,這些地震波的變化揭示了鐵結構的細微差異。相關(guan) 數據並不完美,因為(wei) 存在很多幹擾因素和差距,但研究人員認為(wei) ,他們(men) 對這些發現頗有信心,因為(wei) 他們(men) 與(yu) 其他有關(guan) 地球最內(nei) 層地核各向異性的研究相一致。

  研究人員在論文中指出,我們(men) 受到全球地震分布和接收地點的限製,尤其是地球的兩(liang) 極,未來的研究將探索地球的相關(guan) 波場,其中包括一係列波場來源的疊加數據,這樣能夠描繪更詳細的地球內(nei) 部運動圖像。

  喬(qiao) 安妮稱,該方法有望在震源和接收器有限分布的情況下,獲得不受限製的深層地球結構約束,可能在全球稀疏的位置,顯著提高對地球內(nei) 核的認知,從(cong) 而增強理解地球的演變曆程。目前,這項最新研究報告發表在近期出版的《地球物理研究雜誌》上。

  地球液態鐵核能產(chan) 生磁場

  科學家認為(wei) ,地球磁場是在地核深處產(chan) 生的,但沒有任何人到達過地球核心,通過研究分析地震產(chan) 生的衝(chong) 擊波,物理學家能計算出地球核心可能的結構。

  地球核心是一個(ge) 固體(ti) 內(nei) 核,相當於(yu) 三分之二月球體(ti) 積,主要成分是鐵,在5700攝氏度高溫下,鐵的溫度與(yu) 太陽表麵相近,但重力造成碾碎壓力使鐵無法變成液體(ti) 。

  內(nei) 核外側(ce) 是外核,厚度達到2000千米,是由鐵、鎳和少量其他金屬構成,這些金屬是液體(ti) ,因為(wei) 它的壓力比內(nei) 核低。外核的溫度、壓力和成分的差異導致熔融金屬產(chan) 生對流,由於(yu) 溫度較低、密度物質下沉,溫度較高的物質會(hui) 上升。

  “科裏奧利力”是由地球自轉引起的,也可能是漩渦產(chan) 生的,地核鐵核流動產(chan) 生電流,電流產(chan) 生磁場,帶電荷的金屬通過電場後會(hui) 產(chan) 生電流,這樣的循環會(hui) 繼續下去。

  這種自維持的循環回路被稱為(wei) “地球發電機”,“科裏奧利力”產(chan) 生的漩渦意味著分離的磁場大致沿同一方向排列,它們(men) 的綜合效應疊加起來就產(chan) 生一個(ge) 巨大的磁場,吞噬整個(ge) 地球。

關(guan) 注【深圳科普】微信公眾(zhong) 號,在對話框:
回複【最新活動】,了解近期科普活動
回複【科普行】,了解最新深圳科普行活動
回複【研學營】,了解最新科普研學營
回複【科普課堂】,了解最新科普課堂
回複【科普書(shu) 籍】,了解最新科普書(shu) 籍
回複【團體(ti) 定製】,了解最新團體(ti) 定製活動
回複【科普基地】,了解深圳科普基地詳情
回複【觀鳥星空体育官网入口网站】,學習(xi) 觀鳥相關(guan) 科普星空体育官网入口网站
回複【博物學院】,了解更多博物學院活動詳情

聽說,打賞我的人最後都找到了真愛。
做科普,我們是認真的!
掃描關注深i科普公眾號
加入科普活動群
  • 參加最新科普活動
  • 認識科普小朋友
  • 成為科學小記者