地球在宇宙中的运动十分多样,除了我们熟知的公转和自转,地球内核其实也在缓慢旋转,近日,中国科学家在国际学术期刊《自然》杂志刊文称,内地核的自转方向可能已经和地球整体的自转方向脱钩,开始了反向旋转。

地球自转为什么会有自旋(地球自转要颠倒了)(1)

过去,人们一直认为内地核的转速的是恒定的。虽然在过去几十亿年的历史中,它的地壳和地幔可能会时不时发生些变化,但考虑到地球稳定的质量和能量,科学家认为地核应该会保持稳定的自转。

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去年七月,美国南加州大学地球科学院教授John E. Vidal打破了这一想法,他利用新开发的波束形成技术,分析了苏联在1971年到1974年四年间在北极群岛进行地下核试验时产生的波束,发现地核的旋转速度要比之前预测的慢一些,大约为每年0.1度。

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随后,他利用同样的方法分别测量了1969年和1971年在阿拉斯加群岛进行的两次核试验,分析了核爆炸产生的纵波后,他发现内核的自转方向有些颠倒了,每年至少旋转十分之一度,这说明地球的内核不是固定不动的,而是每几年就会前后移动几公里,在外地核中反复震荡。

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这项研究近日在我国又有了新的进展,北京大学的研究人员分析了近六十年的地震波数据,发现内地核实际上可能在2009年就已经停止转动,如今在朝着相反的方向旋转。

研究人员表示,他们认为内地核大约每35年就会改变一次自转方向,每70年就会完成一次震荡周期,这意味地球上一次改变自转方向大约在20世纪70年代初,恰好与之前美国科学家的研究结果相吻合。

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不过具体的振荡周期目前还不能下定论,有些科学家认为振荡周期只有12年,有些则认为可能在20到30年左右,还有人认为地核的震荡实际上毫无规律,虽然我们对地球内部的研究从未中止,但它仍然存在着许多谜团。

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上世纪七十年代,美苏冷战中美国在探索太空上的巨大成就给苏联带来了不小的压力,苏联试图从其他方面取得一些成果,其中一项就是勘探地球内部的科拉钻井。

一台钻机安装在杆子下面,不断的向下旋转并输送挖出来的物质。这就是科拉钻井的原理,听起来十分简单,但在实际操作上却有着不小的困难。

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众所周知,地球由地壳和地幔以及地核三部分组成,地壳又能分为上层和和下层,其中上层主要由密度较小的花岗岩组成,到了下层就由密度较高和比重较重的玄武岩组成,当钻头遇到这些坚硬的岩石时,就会逐渐磨损,从而每隔一段时间就需要更换钻头。

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如果说磨损造成的成本加大还能克服,但技术不到位就无法克服了,越向地球内部进发,就越靠近地核,温度和压力也就越大,而人类目前还没有什么特殊的金属材料能够耐住近万摄氏度的高温。

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在诸多因素的影响下,苏联最终于1994年停止了这项工程,而它的深度还不及地壳的十分之一,要想进入地球内部实地勘测,目前还是难以实现的,那科学家又是如何在地表就能确定地球的内部结构呢?

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这一切都要归功于地震时所产生的地震波,当地震发生时,从震源传出的震动会向四周辐射弹性波,地震波的性质和声波以及水波有些相似,比如水波在碰撞到岸边时会从边界反射回来,而地震波同样也会在边界被反射或折射。

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地震波有它自身的传播方式,分别是横波和纵波。横波速度较慢,但可以使地面前后晃动,它既能通过固体传播,也能通过液体和气体传播,纵波的速度较快,但传播介质只有固体,通过分析地震波的图像,科学家就能大致确定地球内部的形态和物质构成。

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经过漫长的研究之后,科学家对地幔和地壳都已经有了不少的了解,但地核依然保持着它的神秘感,目前的理论认为,地核由外地核和内地核组成,外地核是流动的液态铁镍,厚度约2080公里,我们的磁场正是由它产生而来。这些液态铁镍包裹着固态的内地核,其主要成分是一些固态的铁、镍等金属元素。

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内地核的半径为250公里,仅相当于冥王星的大小,但它的质量却占了整个地球的16%,是地球的“心脏”,虽然如今科学家观测到这颗“心脏”似乎调转了运动方向,但目前还没有证据表明该现象会对人类造成影响。

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总而言之,我们对地球内部的认知仍然是模糊的,或许地球内部还存在尚未发现的新结构。了解它们,不仅可以探寻到重金属和矿产的储藏地,还能提前防范一些火山和地震之类的灾害。

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只有熟悉脚下的地球,我们才能懂得如何在这片土地上更长远的生存下去。

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