中國科學技術大學地球和空間科學學院教授溫聯(lián)星等首次利用直接的地震學證據(jù),證明地球內(nèi)核邊緣存在形狀不規(guī)則現(xiàn)象。國際權威學術期刊《美國科學院院刊》近日在線發(fā)表了這項研究成果。
地球內(nèi)核是個像月球大小的固體鐵球,外面被高速流動的液態(tài)鐵鎳合金(也有些其他較輕元素)外核、高黏度的地幔和固態(tài)的地殼所包圍。地球內(nèi)核隨著地球內(nèi)部的冷卻從外核凝固,并逐漸向外生長。在此過程中,內(nèi)核增長產(chǎn)生潛熱并釋放較輕的元素,為外核的熱化學對流提供驅動力。而外核對流則是地球磁場產(chǎn)生的原因。現(xiàn)有觀念認為,由于外核溫度變化極小,地球內(nèi)核的凝固過程在不同地理位置上是均勻的,因此內(nèi)核表面應該是均勻光滑的,凝固過程產(chǎn)生的地磁場驅動力也應該是橫向均勻的。
溫聯(lián)星團隊通過分析和模擬由班達海3個深部地震散發(fā)的、從地球內(nèi)核表面反射的地震波的走時(即地震波從震源到達觀測點所需的時間)和振幅,發(fā)現(xiàn)地球內(nèi)核表面至少擁有一種橫向6公里、垂向起伏14公里的地形和另一種橫向2—4公里、垂向起伏4—8公里的系列地形。這一研究結果證明地球內(nèi)核表面并非均勻光滑,而是至少擁有兩個不同尺度的不規(guī)則地形。
地球磁場攔截了太陽輻射來的帶電粒子和來自宇宙的射線,使它們不能沖破大氣層到達地面,而是留在高空,環(huán)繞地球流動,這對于生物的生存與繁衍具有重要的保護作用。溫聯(lián)星等人的研究成果表明,產(chǎn)生地磁場的驅動力隨區(qū)域不同而變化,因此科學界需要重新評估產(chǎn)生地磁場的驅動力。