美媒：地球内核发现“全新隐秘世界”

东峰

来源：参考消息网 2021年11月1日
参考消息网11月1日报道 据美国趣味科学网站10月27日报道，研究人员如今发现，地球“坚实”的内核其实可能存在一些糊状区域。
半个多世纪以来，科学界一直认为地球的内核是一个被液态外核包裹的压缩后的铁合金实心球。不过9月20日发表在《地球与行星内部物理学》杂志上的新研究结果表明，这个球的硬度不是一成不变的，存在从坚硬到半软再到液态金属的多种状态。
并未参与这项研究的英国布里斯托尔大学地震学家杰茜卡·欧文对趣味科学网站记者说：“我们越是深入地研究，越发现它不是一坨乏味的铁块。我们正在发现一个全新的隐秘世界。”
从某种意义上讲，地球内核仍像儒勒·凡尔纳1864年出版科幻小说《地心游记》时一样神秘。虽然科学家从20世纪50年代起就知道我们居住的这颗星球并不像凡尔纳预言的那样是空心的，但地球内核仍是一个未经探索的领域；超高的温度与压力让人类或任何人造探测器都无法抵达那里。欧文说：“除非我们的地球发生可怕的事情，否则我们永远不会直接观测到地球内核。”
不过，地球物理学家可以依靠地震产生的地震波来进行探索。欧文说，通过测量这类大规模振动，科学家能够以“类似于人体CT扫描”的方式重构地球内部运行情况的画面。这种波主要有两种风格：直线压缩波和起伏切变波。每种波在前进时可能会出现加速、减速或遇到不同介质反弹的情况。
在夏威夷地球物理与行星学研究所的地球物理学家雷特·巴特勒看来，这项新研究始于数据不匹配的问题。巴特勒当时正在关注5个不同地点的强烈地震所产生的地震波如何穿越地核并抵达地球另一端。但是有些数据不正常——切变波原本应该穿过地球内核的实心金属球，可是却在某些区域出现了偏移。
这些数字让巴特勒感到意外。他知道地震波的计算方法是正确的，那么这样的结果只能意味着一种情况：科学家搞错了地球内核的结构。他说：“在做这项工作时，数据必须匹配。”于是，巴特勒和研究报告的共同撰写人重新评估了他们的基础假设，即地球内核是完整的实心球机构。他们发现，如果地球核心不是一个实心球，而是在表面附近有小片的液态和“糊状”半固体铁，那么他们观察到的这些地震波是说得通的。
巴特勒说，地球内核铁的密实度区间尤其引人注目。他说：“我们看到有证据表明，地球内核不仅不是所有的区域都柔软，而且有些地方还极为坚硬。在熔化或糊状的铁的外面，有坚硬的外壳。所以我们在地球内核看到了许多过去不了解的细节。”
这项研究有可能彻底改变我们对地球磁场的认知。根据2019年发表在美国《科学进展》杂志上的研究结果，地球的液体外核驱动着这颗星球的磁场，不过内核起到了修正磁场的作用。根据美国国家航空航天局的研究，包括火星在内的其他行星的内部是液态的，不过既没有内核，也没有磁场。因此，巴特勒和欧文认为，更深入地了解行星内核将有助于科学家了解行星内部结构与其磁场活动之间的关系。