地震波显示，地球内核的表面似乎是动态的，随着它的旋转而改变形状。
地核的旋转速度不一致，现在科学家们发现它的形状也可能发生变化。 （图片来源：forplayday/Getty Images）
新的研究表明，地球内核的表面可能会变形。
这项研究于 2 月 10 日发表在《自然》杂志上，研究了掠过 3,200 英里（5,150 公里）深的内核边缘的地震波。它揭示了，即使核心已经旋转到先前观察到的位置，也经常存在细微的差异。
这些差异表明，内核的表面虽然是固体，但在短时间内可能会发生很大变化。
“最有可能的是，外核中的流动稍微搅动了最外层的内核，改变了地形，”这项研究的负责人、南加州大学多恩西夫分校（University of Southern California Dornsife）的地震学家约翰·维代尔（John Vidale）说。
外芯是熔融金属——主要是铁和镍。它缓冲固体内核，其中也主要是铁和镍。每年，一小部分液体外核结晶并添加到固体内核中，固体内核以每年约一毫米的速度增长。
然而，在外核和内核之间的边界上，内核正好徘徊在其熔点上。它很坚固，但并不僵硬。这可能就是为什么它在新研究中似乎渗出一点，尽管弄清楚形状变化的确切尺寸是一个挑战。
“我们有点预计运动可能在数百米左右，也许是一两公里，”他说，“我们不知道范围有多大。它可能有数百公里宽。
在 Vidale 合著的早期研究中，他和他的合作者发现内核的旋转速度不一致。它的自转速度比地球其他部分快，直到 2010 年左右开始变慢。它现在落后于地球自转的其余部分。
从这项研究中，科学家们可以弄清楚 1991 年至 2023 年期间，核心上的同一位置何时经过地球上的同一位置。为了测量核心，他们使用了起源于南大西洋南桑威奇群岛同一地点的成对地震，并产生了穿过核心的波，然后被南美洲和北美的接收器接收。
使用其中的 168 对地震，研究人员发现，当这些波传播到地核内部时，在不同时间穿过地核同一位置的电波几乎没有变化。但他们确实在波中看到了相同位置的变化，这些波只是瞥了一眼核心的表面，阐明了它的最外层。
地球内核研究加州大学伯克利分校（University of California， Berkeley）的地球科学家布鲁斯·巴菲特（Bruce Buffett）说，自从1990年代对内核的首次研究发现运动的证据以来，关于内核是旋转还是只是在其边界上经历了一些变化，一直存在争议。“也许每个人都说得对一点，”巴菲特。
巴菲特说，这种区别在很大程度上似乎是学术性的，但内核的凝固是液体外核热量运动的主要驱动力，液体外核产生了地球的磁场。没有人知道内核是什么时候开始凝固的，也不知道磁场在凝固之前是如何运作的。巴菲特说：“希望我们可能能够利用内核的质地及其结构和动力学来说明地球最深处的动力学历史。
关于什么可能会扰乱 inner core 的可能性有很多。Vidale 说，这些想法包括“火山”、废气物质和地下滑坡。但对 Vidale 来说，最有可能的是外核的搅动运动使下面的内核变得不安。
“有趣的是，内核的表面是动态的，”Vidale 说。“它似乎在响应旋转带来的变化力，并且可能会有明显的上升和下降。”
南京大学（Nanjing University）地球物理学家杨毅（Yi Yang）说，这种解释是合理的，他与人合著了第一篇发现地核旋转变化的研究。然而，数据仍然仅限于外核外层的一小部分。
“我们需要不断积累数据，不断寻找核心行为，”与杨晓东合著了早期研究成果的北京大学地球物理学家宋晓东（Xiaodong Song）。“在我们不断寻找的过程中，我不会对未来关于内在核心行为的惊喜感到惊讶。”
