新浪科技訊 北京時間5月24日消息，英格蘭科學家通過電腦模擬發(fā)現(xiàn)，地球內(nèi)核可能正在熔化。他們表示，地核的熔化或許的確與地表的活動有關(guān)，這一發(fā)現(xiàn)可能有助于解釋地核是如何產(chǎn)生磁場的。

地球的內(nèi)核是一個直徑大約有1500英里(2414公里)的固體鐵球，體積同月球一樣。包裹在這個球周圍的外核主要由液態(tài)鐵鎳混合物組成，這是一個粘性很大的地幔層，再往上是形成地表的固體地殼。當?shù)厍驈氐桌鋮s時，熔融外核會慢慢被凍結(jié)。這導致它的固體內(nèi)核以大約每年1毫米的速度增長。然而目前科學家發(fā)現(xiàn)，內(nèi)核可能同時也在熔化。

英格蘭利茲大學的地震學家塞巴斯蒂安·羅斯特說：“大眾觀點認為，地球內(nèi)核正在全面凍結(jié)，凍結(jié)范圍正在日益增多，但事實上地核有些區(qū)域顯然正在熔化。把熱量從內(nèi)核輸送到地幔的網(wǎng)絡(luò)，確保了外核的物質(zhì)一直處于凍結(jié)和增長狀態(tài)，但這并不是一個統(tǒng)一過程。”隨著地球的內(nèi)部變冷，相對較熱和較冷的物質(zhì)會在其內(nèi)部混合在一起，這一過程被稱作對流。物質(zhì)在內(nèi)核翻滾涌動，加上地球的自傳，就產(chǎn)生了地球磁場。

研究人員利用地震學數(shù)據(jù)，用電腦模擬外核的對流情況，發(fā)現(xiàn)外核和地幔交界處的熱量對流主要取決于位于上面的地幔。有時地幔會迫使熱量從這里從新返回地核，導致那個區(qū)域開始熔化。利茲大學的地球物理學家喬恩·蒙德說：“在特定時段，內(nèi)核表面可能只有一小部分正在熔化。考慮到內(nèi)核的體積，即使它表面只有1%發(fā)生熔化(這種情況確實有可能發(fā)生)，體積也會只比20萬平方公里少一點。”

例如，當非洲和太平洋(地幔海拔最低的地方)下面的較大區(qū)域的溫度高于平均溫度時，這些地區(qū)下面的外核的溫度可能就會變得過高，開始熔化內(nèi)核。另一方面，位于環(huán)太平洋地震帶周圍的地震活躍區(qū)下面的溫度較低的海洋板塊殘留物(被吸進地幔下方)會從地核里吸收很多熱量，這有助于內(nèi)核凍結(jié)。蒙德表示，該發(fā)現(xiàn)指出，“地核的整個動力體系與板塊構(gòu)造有一些關(guān)系，從地表進行觀察，這種關(guān)系并不明顯”。

這個模型還能解釋以前發(fā)現(xiàn)的地震異常區(qū)，這表明內(nèi)核周圍存在一層密度很大的液體。羅斯特說：“局部熔化理論或許還能解釋其他地震觀測結(jié)果，例如，為什么地震產(chǎn)生的地震波在一些地區(qū)比在另一些地區(qū)傳播的更快。”蒙德說：“對科學家來說，地球磁場的起源至今仍是個謎。如果我們的模型得到證實，將有助于我們更好地了解內(nèi)核是如何形成的，從而有助于我們了解內(nèi)核是怎樣產(chǎn)生磁場的。”

這項工作目前還存在很多不確定因素。蒙德說：“我們不清楚有多少熱量從內(nèi)核傳輸出來，以及地幔底部的溫度變化模式有多強。因此內(nèi)核可能并不像我們歸納的那樣正在熔化，并非所有模型都得出了地核正在熔化的結(jié)果。”他表示，另外，“現(xiàn)在存在的普遍問題是所有地核動力學電腦模型，實際上并不能捕捉到地球內(nèi)部的真正動態(tài)，因為當前的電腦模擬還無法強大到可以在空間和瞬時分辨率上達到非常清晰的程度。模擬生成了大量我們在地核內(nèi)部觀測到的行為，但是我們并不清楚我們是否擁有正確的動力學。”

蒙德表示，要想看一看地核是否正在熔化，“我們需要世界各地分布更多地震檢波儀，尤其是在海洋里，目前在海洋安裝地震檢波儀存在技術(shù)障礙。除此以外，我們還需要研發(fā)實驗室儀器，用來探測內(nèi)核的壓力和溫度等情況，我們即將實現(xiàn)這個夢想。”蒙德、羅斯特和他們的同事大衛(wèi)·古斌斯以及比諾德·斯倫瓦桑把他們的研究成果發(fā)表在5月19日的《自然》雜志上。(孝文)