地震波数据揭示地球外核正在发生变化

我们对地球中心位置的大部分了解都来自对地震产生的地震波的研究。 对这些波的仔细分析可以揭示地球表面以下岩石和金属的成分。

对两次不同地震传播的地震波的新研究？ 在相似的地点但相隔20年？ 揭示了地球外核正在发生的变化，即地幔（地表下方的岩石）和内核（最深层）之间的液态铁和镍的漩涡层。

外核和其中所含的铁直接影响我们星球的磁场，这反过来又提供了免受太空和太阳辐射的保护，否则地球上的生命就不可能存在。

这使得了解外核及其随时间的演化变得至关重要。 两次地震的四个地震波监测器记录的数据显示，后来发生的地震波在穿过外核同一区域时传播速度快了一秒左右。

“沿着那股波浪的路径发生了一些变化，所以它现在可以走得更快，”地球科学家周瑛说来自弗吉尼亚理工大学。 “20年前存在的材料已经不存在了。”

“这是新材料，而且更轻。这些轻元素会向上移动并改变它们所在区域的密度。”

这里分析的波类型是 SKS 波：它们以如下方式穿过地幔：剪切波（S），然后进入外核压缩波（K），然后从另一侧出去并再次穿过地幔返回，形成更多的剪切波（第二个 S）。 这次旅行的时机可能很能说明问题。

至于两次地震，都是在南太平洋的克马德克群岛附近吗？ 第一次是在 1997 年 5 月，第二次是在 2018 年 9 月，这为研究人员提供了一个独特的机会来了解地核随时间的变化。

地震波如何穿过外核。 （周瑛）

地球外核的液态铁在内核上结晶时发生的对流会产生流动的电流，从而控制我们周围的磁场。 然而，外核与地球磁场之间的关系尚未完全了解？ 其中很多都是基于假设模型。

“如果你观察地磁北极，它目前正以每年约 50 公里 [31 英里] 的速度移动，”周说。 “它正在远离加拿大，向西伯利亚移动。磁场每天都不一样。它正在发生变化。”

“既然它在变化，我们也推测外核的对流正在随着时间而变化，但没有直接证据。我们从未见过它。”

这项新研究？ 未来可能进行类似的研究吗？ 可以提供有关外核及其对流到底如何变化的有用见解。 虽然这里提到的变化并不大，但我们知道的越多越好。

在这种情况下，周认为自1997年以来，外核中已经释放出氢、碳和氧等较轻元素。这相当于密度降低了约2%至3%，对流速度约为40公里（25根据已发表的论文，每小时。

目前全球有152个全球地震台网站，实时监测地震波。 虽然我们无法控制地震的位置或时间，但我们可以确保记录尽可能多的有关地震的数据。

“我们现在可以看到它了，”周说。 “如果我们能够从地震波中看到它，将来我们就可以建立地震台并监测这种流动。”

该研究发表于自然通讯地球与环境。