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伊利诺伊大学香槟分校宋晓东等美中科学家联手提出地球内核新理论
伊利诺伊大学香槟分校宋晓东等美中科学家联手提出地球内核新理论
来源:侨报网 | 2015/2/12 6:04:58 | 浏览:2455 | 评论:0

伊利诺伊大学香槟分校宋晓东等美中科学家联手提出地球内核新理论

中国和美国科学家最新发表在《自然·地球科学》杂志上的研究结果显示,地球内核是由两个存在巨大差异的部分组成的。这些科学家认为,地球内核最中心部分(内内核)的铁晶体结构同地球内核外部(外内核)的铁晶体结构存在着差异。

由于科学家无法通过钻探的手段探索地球核心,其组成和结构一直是个谜。为了了解地球核心的状况,科学家选择了观察地震波折射的方法,分析了地震波在穿过地球内部不同层面时发生的变化。

美国伊利诺伊大学香槟分校教授宋晓东说,“地震波可以从地球的一面到另一面来回折射传播。”宋晓东教授和他的中国同行说,数据显示,地球的内核,也就是一个和月球尺寸差不多的固体是由两部分组成的。

地震波数据显示,如果从地球北极的上方观察,“内内核”的铁晶体是沿着一个东西走向的轴排列的,晶体取向仅沿轴的侧方向发生变化。但是,对于“外内核”来说,晶体则是沿着一个南北走向轴排列的。

伊利诺伊大学香槟分校宋晓东等美中科学家联手提出地球内核新理论

宋晓东教授说,“我们发现地球内核不同区域的结构不同,这个事实反映了地球的长期历史。”

地球内核位于地表以下5000多公里,在大约10亿年前开始凝固,而且正以每年0.5毫米的速度长大。有关地球内核存在着不同晶体取向的发现意味着,这些晶体是在不同情况下形成的,而且可能意味着地球在这段时间里发生过巨大的变化。

英国剑桥大学教授西蒙·雷德芬(Simon Redfern)说,“探测地球固态的内核就像探索过去的历史一样,可以了解其形成的初始状态。”“人们过去注意过地震波穿过地球内核外部和最中心部分表现出的差异,但是从来没有人提出过这两部分的铁晶体取向完全不同的概念。”他说,如果事实的确如此,这意味着一定发生过什么事情,改变了地球内核的方向。

雷德芬教授特别指出,曾经有研究认为,地球的磁场可能在大约5亿年前有过变化,在赤道轴和南北极轴之间发生了转变。他说,宋晓东教授观察到的地球内内核晶体的奇怪排列也许能够解释5亿年前可能出现在赤道附近的古代岩石中的奇怪的古磁场痕迹。但是他说,这篇论文提出的模型需要经过其他分析方式的检验,因为过去还没有人考虑过支持这一结论的证据。

伊利诺伊大学香槟分校宋晓东等美中科学家联手提出地球内核新理论


物理学家组织网: 宋晓东和王涛发现内地核结构复杂拥有“内内核”

来自美国伊利诺伊大学和中国南京大学的科学家们发现地球的内核本身还拥有自己的“内内核”,其奇异的性质将让我们对地球的认识发生改变。

地震波正在帮助科学家们揭开地球最深处——内地核的谜团。

运用一种新型的地震波数据解译方法,来自美国伊利诺伊大学和中国南京大学的科学家们发现地球的内核本身还拥有自己的“内内核”,其奇异的性质将让我们对地球的认识发生改变。

美国伊利诺伊大学地质学教授宋晓东和访问博士后研究者王涛领衔的一个研究团队近日在《自然-地球科学》杂志上发表了他们的这项工作成果。

宋晓东表示:“尽管内地核很小——比月球还小一些,但它有一些非常有趣的性质。它可以告诉我们很多有关地球如何形成,它的历史,以及其他动力学方面的信息。它塑造了我们对于地球深部过程的认识。”

研究人员利用地震产生的地震波探查地球的内部情况,这很像医生利用超声波为病人检查身体。研究组此次采用了一种新技术,不是从原始地震波资料中获取数据,而是将目光集中在在地震之后产生的共振波。地震就像是锤子敲鼓,而此次研究组所着眼的共振波就很像是在鼓响过之后听到的清晰余音。地震波探测器同样可以在地震数据中采集到这种后续信号。

宋晓东表示:“结果显示,经过我们技术增强之后的相干信号甚至比‘鼓声’本身更加清晰。这项技术的基础已经存在很长时间,人们在做浅地表研究时常常会用到这种技术方法,但我们则将这项技术的应用一直向下延伸到地球的最深部。”

这样做很快就有了重大的发现。此前人们一直认为地球的内核是一个固态的铁球体,但研究组发现实际上这个球体本身也拥有复杂的结构。他们发现这个内核的内部还有一个“内内核”,其直径大约相当于整个内核直径的一半左右。内核外圈层的铁晶体结晶方向指向南北方向,而在内内核中,铁的晶体指向东西方向。

不仅是内内核中的铁晶体结晶指向不同,它们的一些性质也与内核外层物质不同。这就意味着内内核的物质可能拥有不同类型的结晶类型,或不同的相。

宋晓东表示:“我们发现了两个截然不同区域的事实或许可以告诉我们一些有关于地球内核如何演化的信息。比如说,在地球的历史上,内核的变形范围可能经历过很大的改变。这其中可能隐藏着有关地球演化的关键信息。我们正处于核心——地球的最核心位置。”(晨风) 

 

 

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