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印尼下方,地球深处,能量正以异常的速度流失,原因不明

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地核正在以一种不对称的方式失去热量。


我们脚底下地球内部的不解之谜并不比我们头顶上的星空少。近日《自然:地球科学》杂志上的一篇文章透露,加州大学伯克利分校的科学家通过分析地震波数据和用计算机进行模拟发现,内地核正在以一种不对称的方式变大。东半球(印度尼西亚下方)的内地核,正在以比西半球(巴西下方)快的速度产生铁的结晶。

研究人员解释说,外地核液态铁的运动会从内地核带走一部分热量,导致内地核产生铁的结晶。而内地核不对称的生长模式表明,其东侧被带走的热量要比西侧多。可以参考树木的年轮来想象。树木向阳的一面长得快,背阳的一面长得慢。因此年轮都是不对称的同心圆,向阳面年轮间距大而宽松,背阳面年轮间距小而密集。

内地核也一直处于一个逐渐变大的过程中,其半径每年会增加大约1毫米。一般来说,引力会输送产生的晶体,修正这一过程中出现的不对称现象。而晶体则会倾向于沿着平行于地轴的方向均匀分布。

所以内地核的这种不对称生长模式让研究人员大惑不解。一般来说,地球内部的每一个圈层都会受到其上部圈层的影响。内地核受外地核影响产生结晶,导致其像滚雪球一样越来越大。而外地核受地幔影响逐渐冷却。因此内地核变大过程中出现的不对称现象,理论上可能与地幔温度的不对称有关。

但是为什么地幔温度会不对称呢?

原因或许和地壳的板块运动有关。板块的俯冲会降低地幔温度。但是地幔温度变化是否会影响内地核目前依然是没有定论的。

研究人员目前也不知道内地核的不对称生长是否会对地球磁场产生影响。地球磁场是外地核液态铁的流动产生的,而液态铁的流动会导致内地核热量的流失。假如内地核东侧的热量流失多于西侧,那么外地核液态铁在东侧的流动速度就会比西侧快。

参考

Dynamic history of the inner core constrained by seismic anisotropy

https://www.nature.com/articles/s41561-021-00761-w

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