“地球内核反转”影响有多大?专家:研究地核有助于研究地球生命起源
【环球时报报道 记者 赵觉珵 马俊】日前在知名学术期刊《自然·地球科学》发表的一篇学术论文引发学界和媒体的广泛关注。这篇由北京大学地球与空间科学学院宋晓东讲席教授作为通讯作者、该院特聘副研究员杨翼博士作为第一作者的论文发现,地球内核从20世纪70年代初开始相对于地表超速旋转,到2009年左右基本与地表同步,进而出现了相对于地表缓慢的反转。这一研究还首次推测出地球内核差速旋转可能存在70年左右的摆动周期。当前我们对地球内核有哪些了解,了解地核又有何意义,科学家们如何对地核进行研究?对于这些问题,《环球时报》记者近日对宋晓东教授进行了专访。
(资料图)
“地球内核反转”出乎人们想象
现代科学界普遍认同的观点是,地球平均半径约6370公里,内部结构分为地壳、地幔和地核三部分,而地核又由固态内核及其外层的液态外核共同组成,但整体而言,科学家对于地球深处的了解依然十分有限,最深处的地球内核更像是一个“遥远的星球”,它的物质构成、运动规律等都有待明确。
从地表到内核的耦合共振系统示意图
宋晓东长期致力于地球内部结构的研究,他与杨翼博士此次发表的研究成果,是长期研究积累的结果。他们利用所有能得到的近六十年来的数据,揭示了地球内核差速旋转模式的变化,取得了关于地球内核运动的新突破。
但这个研究成果在互联网上引起关注的同时,很多人在并不了解其真实科学意义的情况下,仅根据“地核反转”这个名词,就开始猜测,甚至将它与近期的土耳其大地震、全球变暖趋势以及其他各种灾难性事件联系到一起。
宋晓东向《环球时报》记者介绍称,“地球内核反转”的科学含义其实与很多人的字面理解并不一样,它是指相对于地表的旋转。研究发现,在过去几十年中,地球内核相对于地表向东超速旋转。该相对速度逐渐减慢,直到2009年左右,超速旋转减缓至停滞,内核与地表几乎呈同步状态。在此之后,内核相对于地表向反方向、向西旋转。
历史数据显示,内核的反转似乎在20世纪70年代初也曾出现。因此,宋晓东研究团队推测,内核旋转相对于地表是震荡的,根据20世纪70年代初和2009年两个时间节点计算,这一震荡周期大约是六七十年。
除上述发现外,这一研究也显示出地球内部变化对于其他地球现象的影响,例如地球磁场、地球自转。宋晓东说,地球自转不是匀速的,会发生微弱的变化。科学家已经对此进行了大量研究,了解到地表大气、海洋等因素对于地球自转的影响,但仍缺乏对地球内部因素如何在长周期内影响地球自转等现象的认识。
宋晓东告诉《环球时报》记者,目前科学家已经观测到地球自转、磁场、海平面变化和气候变化等都存在六七十年的周期,“这代表着地球内核的差速旋转与这些地球现象存在一定的关联性,但不一定是因果关系。这种关联性的机理目前也还不清楚。”
2003年的科幻片《地心危机》就以“地核停转”为背景。
上述研究成果既是全球科学家们长期观测数据的“厚积薄发”,也是宋晓东二十多年来持续研究的“开花结果”,他对于地球内核旋转的研究可以追溯至1996年。当时,通过对同一区域的地震传递到地表同一台站的地震波进行观测分析,正在进行博士后研究的宋晓东发现,从震源发出后穿透内核传播到台站的地震波的走时随发震时间发生了系统变化。这一现象可以被解释为地球外核产生的磁场对内核施加的电磁力矩驱动内核超速旋转所致。
这一发现挑战了传统认知,即地球是一个整体,其所有圈层的旋转保持同步,宋晓东和合作者、美国地震学家保罗·理查兹也成为最早发现地球内核可能以不同于地表的速度旋转的科学家。
宋晓东向《环球时报》记者解释称,由于地幔和地球内核两个固态圈层被中间的液态外核所隔开,从理论上讲,如果有一个力矩作用在内核,它就可以相对于地幔进行转动。1996年发表的研究成果正是对这一假设的验证。
1996年的这项发现被国际知名学术期刊《自然》作为封面文章发表,并被《科学》杂志评为当年十大科学突破之一,受到世界媒体广泛报道,还登上了美国《纽约时报》的头版头条,它也为此次地球内核差速旋转模式的研究奠定了基础。
研究“深地”对了解生命有特殊意义
今年年初发表的这篇论文所呈现出的突破性以及人们对地球内部构造的好奇心,受到国内外的关注。在接受《环球时报》记者采访时,宋晓东专门澄清了多个概念:首先,地球内核的差速旋转是相对于地表而言的,这种相对运动相比地球的自转很微小;其次,地球内核的差速旋转对于地震、海啸等自然现象影响也非常小。
由于论文的发表与今年2月土耳其发生的大地震相隔不到一个月,一些分析也将地球内核的旋转变化同地震联系在一起。同样长期研究地震学的宋晓东说,地震是地球近地表的应力积累和重新分布造成的现象,受多种作用力影响。虽然地球内核有一定的作用力,但相对于其他作用力而言,并不是一个主要影响因素。
宋晓东坦言,地球内核的旋转变化对于人类的日常生活鲜有影响,但地核作为深部地球整体的一部分,对地球宜居性的长期演化和影响是不可忽视的。我国也越来越重视“深地”方面的研究,并把地球作为一个整体系统来研究。事实上,对于地球内核的研究依然十分年轻。在100多年前的1906年,英国地质学家理查德·奥尔德姆才首次发现了地核的存在。地壳和地幔之间的界面(“莫霍面”)是1909年由克罗地亚科学家莫霍洛维奇发现,而内核是1936年由丹麦女科学家莱曼发现。
宋晓东告诉《环球时报》记者,从他在上世纪90年代攻读博士学位以来,科学家对于地球内核的了解有着“非常了不起的进步”,在内核各向异性结构、分层结构、运动模式等方面都有一系列成果出现。
探索人类家园最深处的奥秘,对于包括宋晓东在内的科学家都有着巨大的吸引力。不仅如此,解密地球的深层结构对于了解生命、了解宇宙都有着独特的意义。
地球中心到地表的距离约为6300多公里,这里的温度超过5000摄氏度,压力超过300万个大气压。在高温高压的极端环境下,物质可能会展现出不同于常温常压的性质和形态。中国科学院地球化学研究所去年在《自然》杂志发表的一篇论文显示,在地球核心的温度和压力下,多种铁合金将转变为超离子态。该研究也表明,地球内核可能并非传统认知的固态,而是由固态铁和流动的轻元素组成的超离子态。
宋晓东说,研究地核也有助于研究地球生命的起源。水是生命不可缺少的元素,但地球在形成早期并没有海洋,海洋的形成与地球内部演化存在紧密的关联。此外,地球的磁场也不是固有和不变的,地球的液态外核是流动的且与地球磁场相互作用,影响了磁场的演化。而地球磁场对于地球起到了一种保护作用,能够将太阳粒子阻挡在磁层外面。
他还补充表示,很多研究行星物理的科学家也对地球本身很感兴趣,研究地球本身就是了解行星的重要手段。
探索地球深处需更先进观测手段
一直以来,由于直接采样的困难,科学家对于地球深层结构的了解受限于观测手段的发展。英国广播公司此前发布的一篇科普文章曾介绍称,人类关于地球内核的知识都是间接的,很大程度上依赖于地震学。地震发生后,地震波在地球内部的传播,取决于它们通过的物质介质性质。地球物理学家利用这些信息来推断地核处存在什么,他们的地震仪相当于探测地球内部的望远镜。
宋晓东也对《环球时报》记者介绍称,地震学是研究地核的主要观测手段。此外,研究地球深层构造还可以通过理论手段、实验和计算机模拟来实现。
宋晓东说,地球不同圈层有着不同的组分分异,例如地幔大部分是硅铝质,地核主要是铁镍合金。基于地球分异的演化、不同温度和压力下物质的变化以及第一性原理,可以对地核进行一些理论上的预测和计算。
此外,实验室内已经可以模拟地核的高温高压状态,高压通过金刚石压砧实现,激光则可以进行加热。通过此类实验,科学家得以研究不同物质在高温高压下的状态、是否发生相变等问题。
在过去几十年中,不少人也曾尝试过钻井取样,其中以苏联在科拉半岛钻下的超12公里深井最为知名。宋晓东告诉《环球时报》记者,钻孔对于研究地球浅层有着重要意义,但它的缺点也很明显:昂贵且无法钻深。他表示,钻孔内也可以布置一些仪器,由于环境比较安静,接收到的地震波信号会更好。
也有科学家提出过更加“疯狂”的想法。加州理工大学的科学家戴夫·史蒂文森曾设想一种实现“地心之旅”的方式:在地球上制造一条长数百米的裂缝,将几十万甚至数百万吨的铁水倒入其中,利用这些铁的重力让裂缝不断向下延伸,预计可以将探测器送至地下3000公里处以收集数据。虽然史蒂文森的设想经过了一些论证,但目前仍是一个幻想。
宋晓东说,人们对地球深层构造的了解受限于现阶段的科技水平和视野,很难想象未来是否能有新的探测手段和新的科研突破。“但人类需要有激情、有梦想”,宋晓东表示,说不定未来会发明出一种合成物质能够承受地球深层的高温高压,“这种自我反省和对梦想的不断追求是人类作为高级生命的独特之处。”
责编:夏丽娟
标签:
推荐
- “地球内核反转”影响有多大?专家:研究地核有助于研究地球生命起源
- 世界今亮点!【环时深度】“安全神话”褪色,日本哪来那么多戾气?
- 环球报道:俄国防部:一架米格-31战机在摩尔曼斯克州训练时坠毁
- 英国央行经济学家:英国企业和国民需接受自身“越来越穷”的事实
- 世界观天下!日本月球着陆器失联,可能已坠毁?岸田文雄回应
- 中超第二阶段比赛马上又要重新开始 各支球队都想签下新的球员增强球队实力
- 东方市红十字会:一面锦旗背后的温情故事
- 大海里没有无名之辈(记者手记)|当前关注
- 从“征兵危机”看“美国危机”(观象台)
- 英国出口下行状态或将持续
- 荟字取名的寓意(荟)_世界快消息
- 神州数码(000034.SZ)子公司中标中国移动PC服务器集采项目
- 看热讯:辐照食品是什么意思
- 去除室内异味小方法_去除室内异味的妙招 全球今热点
- 季后赛拿下50+得分有多难?科比1次,利拉德2次,詹姆斯多少次呢
- 热推荐:鲁甸养老政策宣传暖人心
- 环球热讯:深化元宇宙产学研融合 中国移动咪咕与人民大学交叉科学研究院签约合作
- 微动态丨FBI:美国2022年“活跃枪手”袭击案造成的伤亡人数激增
- 每日聚焦:肘击罗伯逊边裁返岗 本周末执法曼联vs维拉
- 这一夜,舒淇的性感,周涛的优雅,女星的审美差距出来了
- 淄博烧烤真香!各种“蹭热度”的都来了 全球微头条
- 美国第一共和银行陷入困境 美政府官员紧急商讨解决方案|资讯
- 焦点快报!一场双向奔赴的数字之约,第六届数字中国建设成果展览会开幕!
- 2023年全国“行走大运河”健身活动26日举行
- 专职安全生产管理人员职责(专职安全生产管理人员) 世界观焦点
- 天合光能2023年一季报: 实现净利润17.68亿元,同比增长225%
- 刚刚开展!抢先剧透!最全峰会逛展攻略请收好→
- 环球视点!在福州开馆啦!满屏“高级感”!
- 中国星辰|把青春的注脚镌刻在苍穹之上
- 佩斯科夫:如有必要 俄方将扩大不友好国家在俄资产临时管理名单|今日热议
- 4月29日起,由台湾或外国经澳门前往中国内地须48小时检测证明_当前速看
- MOG HOLDINGS(01942.HK)拟更名为"MOG Digitech Holdings Limited" 天天热点评
- 2023年腾讯云上市公司龙头股票一览(4月26日)-观天下
- 新冠“二阳”会比第一次更严重?权威解答
- 当前动态:澳门大学连接横琴口岸通道桥项目顺利合拢
- 北京首都国际机场“五一”小长假预计运送旅客83.19万人次|全球最资讯
- 民宿火爆、玩偶走俏……这只“萌兽”带来可观经济效益→
- 文旅部:弘扬文明旅游新风尚 “五一”假期关注出行安全 热议
- 世界观察:青藏高原生态有了保护法 今年9月1日起施行
- 客单价10倍于传统店!海尔三翼鸟发布全新商业模式
- 张家港市大新镇:同“新”协力,奏响新市民服务新乐章
- 东建集团15.13亿元夺佛山禅城商住用地
- 超20万新兴买家争抢源头厂货,深圳礼品展人数创30年新高
- 美媒:特朗普考虑邀德桑蒂斯当竞选搭档 以减少党内阻碍
- 观点:外交部:丫丫回国运输方案及航线已落实
- 富瀚微:公司产品已广泛应用于智慧物联领域|每日看点
- “拥抱数字时代 共享美好未来”——2023年全民数字素养与技能提升月系列宣传片 天天要闻
- 全球热门:五一热经济|五一假期将至,红色主题游、新兴目的地加速出圈
- 天天热头条丨原财政部驻辽宁专员办党组书记、监察专员何锡民被开除党籍
- 【与你有关】快点开看看哪种家用电器最爱着火
- 焦点要闻:中国移动与中信集团签署战略合作协议
- 播报:国际版《崩坏:星穹铁道》免费登陆Epic 支持中文
- 焦点讯息:台媒:陈水扁儿子陈致中被判刑一年 涉购地洗钱
- 最新快讯!美媒:特朗普考虑邀德桑蒂斯当竞选搭档 以减少党内阻碍
- 世界快播:一季度江苏全省生猪出栏615.3万头,同比增长2.3%
- 医院解决医疗纠纷是哪个部门
- 即时看!凌霄泵业(002884)4月26日主力资金净卖出70.95万元
- 新能源车“双积分”引入积分池制度,图什么?-世界快讯
- 生活成本上涨危机加剧 英国食物银行发放量创新高
- 巴西总统卢拉:实现和平必须依赖对话与谈判|环球今头条
- 外交部回应英方涉华言论:捧着过时剧本,念着旧台词 每日速讯
- 【独家】外交部:日方理应做好核设施退役和核污染水处置工作
- 中国海警2301舰艇编队在我钓鱼岛领海内巡航
- 专家谈HPV“疫苗犹豫”:二价HPV疫苗已能预防大多数宫颈癌_关注
- 中央财政下达补助资金,支持公共体育场馆免费或低价开放
- mpeg2编码视频 mpeg2
- 美国会骚乱首要调查对象称特朗普是煽动者-世界讯息
- 这架“太空电梯”,丈量中国高度-世界最资讯
- 中国星辰 | 叶光富:向着光,成为光!|全球今日讯
- 天天实时:高质量发展在湖南 | 新赛道上“跑”出新动能
- 国家级制种大县建宁的“芯”征程
- 日政府评估:日本总人口约50年后减至8700万人 其中一成为外国人-今日聚焦
- 走进工商银行 探析数字化转型与全面风险管控成效
- 头部啤酒品牌高端化竞争 2023国内啤酒产品消费发展趋势
- @所有人,快来为西双版纳的广场舞转、赞、评吧!
- 环球微资讯!多领域持续回暖 一季度数据印证经济发展韧性与活力
- 美财长警告:若不提高债务上限 美国将发生“经济灾难”-世界热点
- 美报告:美医疗系统内部混乱分裂 导致抗击新冠疫情不力
- 美国“千禧一代”深陷债务困境|当前热闻
- 【东西问·中外对话】韩国汉学家崔昌源:艺术交流能加强韩中两国认同感 环球热资讯
- 综述:中国抗疟力量和经验惠及非洲_新消息
- 宜兴是无锡的吗(宜兴是江苏省的一个县级市)
- 环球讯息:城门开讲的什么(城门开启之时)
- 跑分是什么意思犯罪_跑分是什么意思-焦点消息
- 黄金市场分析:阻力在2012.23美元附近,然后是2020美元整数关口|世界球精选
- 天天即时看!港股异动 | 华润啤酒(00291)涨近4%领涨啤酒股 短期啤酒继续量价齐升 行业景气度仍有较强支撑
- 中国人寿学平险2022版条款
- 当前资讯!大陆发布“蛟龙行动”宣传片是否有威慑“台独”意味?国台办回应
- 当前滚动:25家美国军火商将赴台讨论合作 国台办:煽动对立冲突
- 国台办:台湾"八旗文化"出版社总编辑涉嫌危害国家安全 正接受调查
- 台媒称美方派遣200名美军入台 国台办:坚决反对毁台、害台行径
- 国台办回应两岸恢复旅游话题:民进党当局应完全撤除人为障碍-视讯
- 引导农民多种粮种好粮
- 60升油墨分装机 日化分装机智能化灌装设备
- 家装渠道放量带来业绩增长,国海证券维持箭牌家居“增持”评级
- 当前消息!山东广电局打造新型视听节目共享平台
- udietoo打不开存档_udietoo打不开|当前报道
- 国资委再公布295家假冒中央企业名单
- 美国81岁议员桑德斯放弃竞选总统:结束8年陪跑 猛批特朗普-天天观点
- 门店“触网” 机遇无限(体验·走近身边小商户·新时代·追梦人)
X 关闭
政策法规
X 关闭