6月15日，記者從中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所獲悉，通過分析加拿大、美國(guó)地震臺(tái)陣在1990年—2023年記錄到的南三明治島重復(fù)地震信息，來自該所等單位的科研人員發(fā)現(xiàn)了地球內(nèi)核處于振蕩模式的地震學(xué)證據(jù)。相關(guān)研究成果在線發(fā)表于《自然》雜志。

地球內(nèi)核位于地球最深處，主要成分為鐵鎳合金和少量輕元素，其半徑約占地球半徑的1/5、質(zhì)量占地球總質(zhì)量的2%。內(nèi)核是由液態(tài)外核冷卻凝固而形成，這個(gè)過程會(huì)釋放熱量和輕物質(zhì)，從而推動(dòng)外核的對(duì)流運(yùn)動(dòng)，激發(fā)和維持著地球磁場(chǎng)。

由于內(nèi)核藏在地球最深處，目前直接探測(cè)它的手段極其有限，結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)特征研究被認(rèn)為是全球地震學(xué)研究的最前沿。固態(tài)內(nèi)核被液態(tài)外核包裹，受重力約束而懸浮于地球最深處，科學(xué)家們一直猜測(cè)內(nèi)核可能存在相對(duì)于地表的“轉(zhuǎn)動(dòng)”。地球動(dòng)力學(xué)家最先通過三維地磁發(fā)電機(jī)模擬推測(cè)出，內(nèi)核可能存在比地球自轉(zhuǎn)更快的差速旋轉(zhuǎn)，即超速旋轉(zhuǎn)；隨后，地震學(xué)家通過觀測(cè)幾十年來穿過地球內(nèi)核的地震波變化，證明了內(nèi)核超速旋轉(zhuǎn)的存在。

此次，科研人員揭示了近20年來內(nèi)核差速旋轉(zhuǎn)的振蕩軌跡，明確給出了內(nèi)核振蕩運(yùn)動(dòng)模式的地震學(xué)證據(jù)。同時(shí)，他們通過線性擬合發(fā)現(xiàn)，內(nèi)核大約在2008年相對(duì)改變旋轉(zhuǎn)方向，且2008年前后內(nèi)核的旋轉(zhuǎn)速率發(fā)生了變化，即內(nèi)核在2003年—2008年超速旋轉(zhuǎn)和2008年—2023年慢速旋轉(zhuǎn)，超速旋轉(zhuǎn)速率大約為慢速旋轉(zhuǎn)的2—3倍。

論文第一作者、中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所副研究員王巍表示，這項(xiàng)研究成果提供了內(nèi)核振蕩最直接的地震學(xué)證據(jù)，該研究?jī)H使用波形相似度作為觀測(cè)量，有效規(guī)避了重復(fù)地震定位誤差的影響，從而得到了迄今為止最精準(zhǔn)的內(nèi)核差速旋轉(zhuǎn)的軌跡和相對(duì)速率，為研究?jī)?nèi)核增長(zhǎng)、外核對(duì)流、地磁場(chǎng)的發(fā)展和演化等提供了重要的地球物理約束。