地震波傳播速度存在差異,新研究:地球內核可能長得不對稱

作者 | 發布日期 2021 年 06 月 05 日 9:28 | 分類 自然科學 Telegram share ! follow us in feedly


根據地震波垂直傳播(極點到極點)與水平傳播的速度差異,科學家發現地球核心可能不是漂亮對稱的球形,而是位在印尼班達海下方的一側較凸,位在巴西下方的另一側則增長較慢。

地球核心可分為液態外核與固態內核,但實際上整個核心層維持數十億年熔融物質狀態,直到數億年前最內部液態鐵才開始冷卻凝固(實際上是 25 億年前還是 5 億年前,意見還在分歧中),也就是說,如今地球的固體內核是一個巨大鐵晶體,且當這些晶體以某種方式排列時,可能會讓地震波在某些方向傳播得更快。

但當加州大學柏克萊分校地震學家 Daniel Frost 領導的團隊運算電腦模型時,卻偶然發現一個意想不到的結果:地震波的垂直傳播(極點到極點)速度與水平傳播速度存在差異,也就是說,地球內核正以一種不平衡方式增長。

透過各種地球動力學模擬並參考高壓高溫下鐵礦物理特性,研究人員試圖弄清楚地球內核發生了什麼事,而他們發現最簡單的解釋是:內核東側(印尼班達海下方)增長速度比西側(巴西下方)還要快(從赤道方向看過去)。

某一側增長加快表明地球內核某些地方溫度較高、某些地方則較冷,這對地球磁場具深刻影響,因為內核釋放熱量驅動外核對流,是產生地球磁場的發電機理論動力來源,但若新模擬表明的這種內核不平均增長率正確,就說明地球固體內核相對年輕,也許 5~15 億年前才凝固下來,但地球磁場已有 30 億年歷史,代表早期磁場可能是透過其他方式產生。

新論文發表在《自然地球科學》(Nature Geoscience)期刊。

(首圖來源:加州大學柏克萊分校