针对过去十年发生的6级或以上地震,有科学研究团队专门对此进行了收集,综合成了世界各地地震台站收集的这些地震数据。结合这些信号,甚至可以探测到地震波的微弱反射。在分析的大约200次地震中,有16次地震产生了地震波,可以检测到地震波多次穿过内核。
科学家表示,他们已经证实地球最里面的核心,的确在产生一种以前未描述过的地震波,这种地震波不仅可以穿过地核,还可以在内部来回反射,基于此,科学家们收集到了有关地核结构的宝贵数据。
一直以来,人们对地核的起源、结构和命运非常感兴趣,在主流观点的认知中,地球的内核是产生地球磁场的源头,正因为有磁场的存在,才保护地球免受太阳射出的带电粒子的影响,并有助于保护地球居民免受过多辐射的影响。所以,了解地球磁场如何演化,对地球表面的生命来说极其重要。
科学家们认为,地球内核的“岩芯”直径大约为6600公里,由两部分构成,即液体外核和固体内核。当富含铁的流体在外核中循环时,一些材料冷却并结晶,下沉形成一个实心中心,这种相互的作用使地球产生了磁场。
但是很长时间以来,科学家们并不知道地球内部这种“漩涡舞蹈”是从什么时间开始的。一些研究表明,它可能是在5.65亿前才开始的,这只是地球46亿年寿命的一小部分。这种漩涡“舞蹈”到现在为止还时不时的发生“颤抖”,证据就是地球内部岩石中保存着的一些微小的磁性颗粒。
科学家们通过这些磁性微粒,能够“提取”一些非常有用的数据,来说明地球的磁极在历史上究竟发生了多少次翻转。而且通过翻转的次数证明有可能每次翻转之后,地球的磁场都在削弱。如果地球内部越来越多的“磁性晶体”冷却下来,那么这种“漩涡舞蹈”将会逐渐变慢并最终停止,从而在几百到几十亿年后彻底地切断地球的磁场,地球将会变为一个“死星”。
科学家们通过研究发现,不同类型和结构的矿物,以及地下不同数量的液体,可以改变地震波在地球上传播的速度,这为人们认知地球内部的构造提供了新线索。早在2002年,研究人员就注意到,地震波在朝着内部方向穿过地球最深处时,要相对于向地球两极传递时速度慢一点。这表明地球的内部肯定有一些奇怪的地方。研究小组认为,这个地球内部隐藏的“心脏”可能是一种化石,即一个保存了很久的核心早期形成的遗迹。
此后,研究人员仔细研究了相关地震数据,发现了独立的证据线,有助于支持地球最深处核心的想法。特别是回荡的地震波,显示出了增长放缓的趋势,这是迄今为止证明地球内部隐藏的“心脏”存在的最有力证据。
近期,澳大利亚国立大学的研究机构,利用相应的地震数据,估算出地球的这个特殊“核心”的尺寸,直径约为600公里,大概是整个内核直径的一半。同时,明确了地震波传递最慢的方向,是相对于地球自转轴约50度处。
研究人员认为,地震波减速的确切原因尚不清楚,这种现象可能与铁晶体的结构有关,铁晶体可能以不同的方式堆积在中心,或者它可能是由一些很久以前的全球事件引起的不同的晶体排列,这些事件改变了内核晶体从外内核固化出来的方式。
此外,地球内核也有许多其他的谜团,比如核心中存在少量较轻的元素,如氢、碳、氧等,这与我们认知的原子序数起大的元素越容易往下沉积显得“格格不入”,之所以会这样,科学家们认为,这可能以类似液体的“超离子”状态,围绕着固体铁核流动,然后使地震图像更加复杂的原因。