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       2023年1月,一项关于地球内核的研究再次传来了好消息。北京大学的宋晓东教授及其团队的成员,通过对此70年以来的地震波的变化,而后得到了一项重大发现。他们认为地球内核在最近一段时间内停止了旋转,并极有可能正在反转其旋转方向。
       这一发现,震惊了地质界,不少专家表示这一情况的出现,可能会影响当前我们地球上生命气候与地质等,对于揭开这一谜团有着积极的意义。


       北大宋晓东团队的最新发现
       地球的内核时时刻刻都是发生周期震荡,而这种震荡具有一定的周期性。而来自北京大学的宋晓东教授与团队为了弄清楚地球内部的构造和规律,运用“重复地震”的研究方法,进而对地球内部进行分析。


       地震作为地球内部运动和变化最直接最准确的反应,当然短瞬的地震波变化具有一定的偶然性,肯定没有办法客观地说明地球内核究竟发生了什么,需要长时间的观测数据完善和支持这项结论。


       随着数据的研究的深入他们发现地球内核的差速旋转大约在2009年前后有发生过停止情况,而后慢慢出现了反向旋转的特性。当然,研究团队也表示,这样的现象在上个世纪70年代也发生过,如此推算地球的内核存在了一个60-70年的周期震荡。




       如果将地球视作一个系统,地球内核的差速旋转变化呈现出一定的周期性,可以肯定的是这些对于地球的磁场、自转以及气候等多个方面肯定产生了一定的影响。但是我们仍然没有证据说明,具体产生何种影响。
       此外,限于目前的技术水平,我们对于地球内部结构之间的运转并不清楚,他们之间是否存在相应的联系目前尚不清楚。


       地震波告诉我们什么?
       地震能够告诉我们地球内部什么信息呢?地震波主要在地球内部进行传播,当然作为一种震动,它在碰到不同的内部结构时候会发生不同的变化。因此,地质学界将地震视为内部运动的一盏灯,当地震发生时候,我们可以对地球内部的结构和过程进行观测。


       基于地震波这样的特性,宋晓东教授在其攻读博士期间,就对地震波产生兴趣,并利用它来研究地球内部结构。上个世纪90年代,正在从事进行博士后研究工作的宋晓东采用同样的方式,获取同一区域的地震波数据进行分析。


       由于地震波发生在地球各个地方,其路径也受到不同结构的影响,因此这些地震波有些经过了内核,有些却没有。而宋晓东将其中经过内核的地震波挑出,而后发现这些穿透内核的地震波耗时与发震时间之间存在联系。


       根据研究发现,产生这些现象是地球外核中的磁场对内核所施加的电磁力,并进一步的驱动内核不断超速运动。随后宋晓波便将发现发布在了自然杂志上,这一发现也是科学杂志1996年十大科学突破之一,也是发现杂志20世纪最重要的发现之一。


       而当时由于所采用的方法,存在较大的局限。而且更多时候立足于某次地震,这样观测出来的地震数据存在一定的偶然性:与时间变化之间的关联是否真实?地震波因何而变化?相关的数据和证据都有待于进一步的商榷和验证。
       因此,此前的研究者认为这些地震波的变化对于说明地球内核旋转引发,证据不够完整,甚至可能是因为外部原因所导致。


       为了进一步验证结论的正确性,为结论提供更加充足的证据。因此,在05年已经成为了教授的宋晓东决定采用“重复地震”的方法,验证穿过内核的地震波会因时而变,为内核差速旋转提供了有力证据。而完善后的发现结论,同样发表在科学杂志上,得到了科学界的一致认可,不得不说这是一次重要的发现。


       如今,研究团队致力于在原有的基础上,需要更多的数据,对原有结论不断的巩固和深入研究。而本次成果所基于的数据也是当前这一研究领域,所使用数据范围最广的,也更为客观。相信基于地震波,宋晓东及其团队将给我们带来更多的惊喜发现,在这一领域不断的突破和发展。


       地球内核旋转的意义
       地球内核距离我们非常的遥远,内里究竟有什么成为了我们在探究地球内核的旋转问题上,首先要攻克的问题。
       通常上,我们将地球分为内部圈层与外部圈层两大部分,其中外部圈层就是我们所熟悉的地面及以上的部分,如大气圈、水圈、生物圈等,我们每天与之相处,是我们的生活环境。而内部圈层则包含了地壳、地幔以及地球内核,而地核包含了固态和液态两大部分。


       当然我们目前已经了解了地核的构成,但是为什么会形成这样的物质分布,学界没有定论。主流学界认为它是由45亿年前的地球诞生之初逐步形成。和大部分的行星内核一样,铁和镍的质量相对更重,在运动过程中会进入内部,逐步构成了内核的固态部分,这也是内核为何包含了铁和镍的主要原因。


       在了解了内核构成之后,我们再来探究内核的快速运动。在传统观念中,地球作为一个整体,和很多球类运动一样,内外圈层应该保持同步。
       而在96年所发布的论文中,宋晓东及其他的研究者在利用地震波数据分析后发现,地球的内核和外圈之间存在不同的速度,内核正以快于外圈的速度,进行着高速的旋转,这个速度远远大于外圈。极具挑战性的结论极大的冲击了当时的学界,相对应的拉开了人们对于地球内核研究的序幕。


       随着研究不断的深入,学界逐渐认识到地球内核有着诸多的秘密,有待于我们一步步的解开真相。


       地球内核距离深入地球内部,和表面不同地球的内部是一个炙热、高温的人间炼狱。平均温度在6000摄氏度以上,这样的高温凭借目前技术,人类难以深入地表对其进行探究,因此地震波成为了我们了解地球内核的重要方式。


       通过收集地震波数据,宋晓东等学者发现,自96年以来,地球发生过多次地震,部分地震是由人为二所造成的,而且内部发生的微小但是系统的变化,仍然不能逃过学者的眼睛。而且根据推断,它便是由地球内核旋转速度和其他内圈不同所致。


       当然对于内核自传得原因,学者提出了科里奥利力,这是一种由地球自转过程所形成的,它影响着物体的运动方向,如做直线运动的物体,受到这种力的影响会发生轨道弯曲。而地球也恰恰是在这种力量的影响下,地球浅层的自传速度会小于内部,即差异旋转。


       我们知道地球有着磁力,而磁力对于地球旋转有何影响仍然是个未知数。当然,根据以往的数据推测,磁力对于旋转具有一定影响。此外,不同物质也会影响旋转速度,地壳和地幔同内核之间存在液态物质,因此摩擦力会行对更小,也给内核带来更大的旋转力。


       当然地球的内核正发生一系列出人意料的变化,宋晓东教授发现地球内核在09年前后发生过短暂的停止,而在停止之后,原本正向旋转的地球内核差速旋转,发生了变化,逐步变成了反向。这一情况预计在几十年后又会发生了变化,因此地球是否存在70年左右的震荡周期,还需要进一步的探索。


       研究地球内核的旋转,对于我们理解地球内部深层运行机制有着重要的作用,特别是地球内部构造。
       在目前的学说中,很多人认为地球的磁场之所以会产生原因就在于包裹在内核的液态物质所导致的,液态物质具有导电性,在运动过程中会产生涡流,这就是磁场的产生的云隐。而地球内外核紧密相连,因此对于磁场肯定有重要的影响。


       因此,理解地核运动对于探究地球科学有着重要的意义,能够有效的解答当前学界对于地球内部的种种猜测,并且有效的支持地震学、地球动力学、地球演变等学科的发展。
       同时,大部分行星内外核之间存在一定的差异,因此差速旋转可能是行星非常普遍的事情,因此了解的地球的动力学有助于我们进一步的了解其他行星的发生和后续发展,了解和探究宇宙奥秘,这些均会派上一定的用场。


       当然,任何学科的发展往往伴随着巨大的投入,需要长时间夜以继日的投入。一切也如宋晓东教授所言,探究内核变差速旋转与我们日常生活看似非常的遥远,但是这一变化却与哦我们日常息息相关。遗憾的是,截至目前我们仍然没有找寻到确切证据说明,地球内核的变化对于我们生活究竟有何影响,因此仍有巨大的研究空间。


       宋晓东教授作为地球内核研究的前沿代表之一,其所提出的观点和发现在研究这一领域中有重要的意义。近年来,不断有新的证据说明宋晓东结论的重要性,突出了宋晓东教授研究的重要性和方向正确性。
       随着我国的研究技术和水平的不断提升,将会有越来越多的前沿发现,我们期待这些发现有利于解答当前我们日常生活中的现象,因此,这项研究极其具有意义。我们也期待宋晓东教授及相关的研究者在接下来会有更大的突破。
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