據(jù)信地球內(nèi)核主要由鐵鎳合金組成，主要是一個(gè)半徑約為760英里（1220公里）的固體球，它的旋轉(zhuǎn)速度比行星稍快，這被稱為超級(jí)旋轉(zhuǎn)。南加州大學(xué)（USC）的科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了地球內(nèi)核振蕩的證據(jù)，這與以前接受的模型相矛盾，這些模型認(rèn)為它的旋轉(zhuǎn)速度始終比地球表面快。

他們的研究今天（2022年6月10日）發(fā)表在《科學(xué)進(jìn)展》雜志上，顯示根據(jù)對(duì)地震數(shù)據(jù)的分析，內(nèi)核在1969-74年的六年期間改變了方向。科學(xué)家們說，他們的內(nèi)核運(yùn)動(dòng)模型也解釋了一天的長(zhǎng)度變化，在過去的幾十年里，一天的長(zhǎng)度已經(jīng)被證明是持續(xù)振蕩的。

"從我們的發(fā)現(xiàn)中，我們可以看到地球表面與它的內(nèi)核相比發(fā)生了變化，正如人們20年來斷言的那樣，"該研究的共同作者、南加州大學(xué)Dornsife文學(xué)、藝術(shù)和科學(xué)學(xué)院地球科學(xué)系主任教授John E. Vidale說。"然而，我們最新的觀察顯示，1969-71年內(nèi)核的旋轉(zhuǎn)速度稍慢，然后從1971-74年向另一個(gè)方向移動(dòng)。我們還注意到，一天的長(zhǎng)度按照預(yù)測(cè)的那樣增長(zhǎng)和縮小。這兩個(gè)觀察結(jié)果的重合使振蕩成為可能的解釋"。

地球的振蕩內(nèi)核：南加州大學(xué)的研究人員在地球的內(nèi)核中發(fā)現(xiàn)了一個(gè)六年的超旋轉(zhuǎn)和亞旋轉(zhuǎn)周期，這與之前接受的模型相矛盾，這些模型認(rèn)為它的旋轉(zhuǎn)速度始終比地球表面的旋轉(zhuǎn)速度快。

對(duì)原子測(cè)試的分析確定了旋轉(zhuǎn)速度和方向

在過去的30年里，我們對(duì)內(nèi)核的理解有了極大的擴(kuò)展。內(nèi)核--一個(gè)和冥王星一樣大的熱的、密集的固體鐵球--已經(jīng)被證明在幾十年中移動(dòng)和/或變化。它也不可能直接觀察到，這意味著研究人員通過間接測(cè)量來努力解釋運(yùn)動(dòng)和變化的模式、速度和原因。1996年發(fā)表的研究首次提出，內(nèi)核的旋轉(zhuǎn)速度比行星的其他部分快--也被稱為超級(jí)旋轉(zhuǎn)--大約每年1度。維達(dá)爾隨后的研究結(jié)果加強(qiáng)了內(nèi)核超級(jí)旋轉(zhuǎn)的觀點(diǎn)，盡管其速度較慢。

地球的層級(jí)結(jié)構(gòu)信息圖

利用美國(guó)空軍在蒙大拿州的設(shè)施--大孔徑地震陣列（LASA）的數(shù)據(jù)，研究員Wang Wei和Vidale發(fā)現(xiàn)內(nèi)核的旋轉(zhuǎn)速度比以前預(yù)測(cè)的慢，大約每年0.1度。該研究使用Vidale開發(fā)的一種新型波束成形技術(shù)，分析了1971-74年在北極群島新亞澤姆利亞進(jìn)行的蘇聯(lián)地下核彈試驗(yàn)產(chǎn)生的波。

當(dāng)Wang和Vidale將同樣的方法應(yīng)用于阿拉斯加群島頂端的Amchitka島下面的一對(duì)早期原子試驗(yàn)時(shí)，出現(xiàn)了新的發(fā)現(xiàn)--1969年的Milrow和1971年的Cannikin。他們測(cè)量了核爆炸產(chǎn)生的壓縮波，發(fā)現(xiàn)內(nèi)部的核心已經(jīng)扭轉(zhuǎn)了方向，每年至少有十分之一的次旋轉(zhuǎn)。

這項(xiàng)最新的研究標(biāo)志著首次通過直接的地震學(xué)觀察證實(shí)了著名的六年振蕩。

Vidale說："內(nèi)核振蕩的想法是一個(gè)已經(jīng)存在的模型，但社區(qū)在它是否可行上一直存在分歧。我們進(jìn)入這個(gè)項(xiàng)目時(shí)，期望在早期的一對(duì)原子測(cè)試中看到相同的旋轉(zhuǎn)方向和速度，但我們看到的情況卻相反。我們相當(dāng)驚訝地發(fā)現(xiàn)，它在向另一個(gè)方向移動(dòng)。"

未來的研究將更深入地挖掘內(nèi)核形成的原因

Vidale和Wang都指出，未來的研究將取決于找到足夠精確的觀測(cè)數(shù)據(jù)來與這些結(jié)果進(jìn)行比較。通過在以前的研究中使用原子試驗(yàn)的地震學(xué)數(shù)據(jù)，他們已經(jīng)能夠確定非常簡(jiǎn)單的地震事件的確切位置和時(shí)間。然而，蒙大拿州的LASA在1978年關(guān)閉，美國(guó)地下原子試驗(yàn)的時(shí)代已經(jīng)過去，這意味著研究人員需要依靠相對(duì)不精確的地震數(shù)據(jù)，即使有最近的儀器設(shè)備的進(jìn)步。

(資料圖片)

這項(xiàng)研究支持關(guān)于內(nèi)核根據(jù)日長(zhǎng)變化--六年中正負(fù)0.2秒--和地磁場(chǎng)進(jìn)行振蕩的推測(cè)，這兩者在振幅和相位上都符合理論。Vidale說，這些發(fā)現(xiàn)為研究界提出的許多問題提供了一個(gè)令人信服的理論。

"內(nèi)核不是固定的--它在我們的腳下移動(dòng)，而且似乎每六年來回幾公里，"Vidale說。"我們?cè)噲D回答的一個(gè)問題是，內(nèi)核是逐步移動(dòng)的，還是與其他東西相比，它大部分是長(zhǎng)期鎖定的？我們正試圖了解內(nèi)核是如何形成的，以及它是如何隨著時(shí)間的推移而移動(dòng)的--這是更好地了解這一過程的重要一步。"