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地核结构复杂,科学家发现"内内核"

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据物理学家组织网站报道,地震波正在帮助科学家们揭开地球最深处——内地核的谜团。

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。

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。”

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