一直以来,我们认为地球的内部是由地壳、地幔、外核和内核组成的。虽然地壳和上地幔的浅层结构已经被描绘得非常详尽,但关于更深处的结构,我们仍处于探索阶段。近年来,越来越多的证据表明,地球的固体内核是由不同层组成的,只是仍不清楚它们的性质。地球的结构。
(图/Wikimedia Commons)现在,在发表在《自然通讯》上的新研究中,一组科学家通过利用多个地震计检测来回穿过地球中心的地震波,确认了在内核之内,还嵌有一个独特的金属球体,即存在一层“最内层内核”。当地震学家想要了解地球深层的内部细节时,他们会利用大地震的地震波,以及用来记录地面运动和地球振动的地震计等仪器。在大地震发生后,地球会像钟摆一样振动,振动时间可长达几天。
这可以为想要通过地震波来研究地球内部细节的科学家,提供足够多的数据。然而,震源和地震计并非平均地分布在地球各地,大多数大地震都发生在板块边缘附近,比如环太平洋的火山带,而地震计则主要被安装在陆地之上。此外,由于内核虽占地球半径的1/5,但实则只占地球不到1%的体积。因此,要想观察地球中心如此小的一处体积,通常需要将地震计放置在地球的另一侧,即所谓的地震对跖点。
如此一来,科学家就可以观测地震波多次来回地穿过地球中心。
在新的研究中,研究人员对过去十年中的约200次6级以上的地震数据进行了分析。他们采用了震源附近以及对跖点的波形数据,观测到了由地震产生的多达5次的在地球两端来回传播的强烈地震波。他们发现,随着地震波穿过地核,波的强度会逐渐显示出减弱的迹象。于是,他们采用了一种名为“叠加”的技术,将来自单个事件的波形结合起来,为地球的最内层内核构建出了更详细的图像。最终检测到了这样一个存在于内核最内部的结构。
研究地球的核心除了满足我们的好奇心之外,还具有其他重要的学术意义,比如它可以帮助我们理解地球的固体内核是如何形成的,了解地球磁场的形成,进而揭示地球表面的生命进化过程。