2023年1月，一篇發表在《自然·地球科學》上的研究表明，相對于地幔和地表的旋轉，地球核心的旋轉方向可能發生了逆轉。按照他們的模型推測，核心可能有一個約為70年的振蕩周期，使得這種轉變可能每35年左右發生一次。
這項研究引發了大量的關注，但一些研究人員卻對研究結果持懷疑态度，他們認為地球核心并不是獨立旋轉的，并認為這些資料還可以用核心的表面形狀發生了變化來解釋。
現在，在一項于近期發表在《自然》雜志上的研究中，研究人員證明了去年那項頗有争議的發現。新研究表明，地球核心在2003至2008年間超速旋轉，在2008至2023年間又以相反的方向慢速旋轉。新研究為地球核心振蕩提供了最直接的證據。
多重地震
地球核心是一個固體鐵鎳球體，被一層液态的鐵鎳外核包圍。核心具有豐富的内部結構，并且影響着外核的對流模式，進而影響地球磁場。然而，研究地球核心并非易事，由于它位于我們腳下5000多千米處，是以科學家無法直接進入這一區域進行觀測，必須依靠地震波來繪制其運動圖譜。
在這項新的研究中，研究人員彙編并分析了1991年至2023年間，發生在南極洲附近的南桑威奇群島周圍的42個地點的121次地震事件的地震資料。其中，有16次事件包含3~7個多重地震事件，也就是那些在不同時間、發生在相同的地點的地震事件，最終得到了143對不同的重複地震。
當這些地震産生的地震波穿過地球内部時，其中一些會穿過地球核心。當這些波抵達地球的另一邊時，位于地球另一端的儀器就能将地面震動記錄為彎彎曲曲的線形圖案，即地震波形。
如果地球核心的旋轉是獨立于地球的其他層的，那麼來自多重地震的波應該會穿過核心的不同部分。而且由于核心的解剖結構是不均勻的，是以這些不同的波的路徑應該産生不同的波形。
但是，如果2023年的研究是對的，即地球核心相對于地表的旋轉已經發生了逆轉，那麼一些多重地震的波形在一段時間後又會恢複為最初的波形。換句話說，研究人員可以通過尋找這些表明核心相對于地幔重新占據了相同位置的比對波形，來研究核心的運動。
尋找比對的波形
在新的研究中，研究人員在觀察了波形如何随時間變化後，證明了2023年的研究結論的正确性。他們在比對了大量波形後，發現了一些比對的波形。這些比對的波形資料表明，在2008年左右的某個時候，地球核心相對于地幔的旋轉發生了逆轉，在這之後，它的旋轉速度不到原來的一半。
核心似乎正在減速，其旋轉速度比地表和地幔更慢。（圖/USC Graphic/Edward Sotelo via usc.edu）
在絕對意義上，核心仍在以與地幔和地表相同的方向旋轉。這就好比一輛公共汽車和一輛卡車在同一個方向上并排行進，這時卡車減速，公共汽車繼續前進。從公共汽車的視角來看，卡車似乎在向後移動；但對于路邊的行人來說，這兩輛車都仍然在向前行駛。同樣地，假如一個人可以站在地球表面觀測地球核心的運動，就能觀測到，核心似乎在朝着與地幔和地表相反的方向運動。
等待進一步确認
長時間以來，地球核心的運動一直是科學界的一個争議。現在，這項新的研究似乎提供了更為明确的證據表明，地球核心的确在減速。
這種減速可能會使一天的長度改變，但這種影響将會是在很難被注意到的在千分之一秒的數量級上發生。接下來，研究人員希望能更詳細地繪制出核心的運動軌迹，以揭示這種現象背後的确切原因。
但是，争議并沒有完全平息。仍有科學家堅持認為，這些波形資料可以由核心表面的部分區域的膨脹和收縮來解釋。對此，研究人員表示，他們或許在未來幾年就能獲得一些更明确的确認。如果核心的旋轉的确以大約70年為周期的頻率振蕩，那麼它可能很快就會重新進入周期的活躍部分。通過觀察接下來的5年或10年，或許就能得到确認。
#創作團隊：
編譯：小雨
排版：雯雯
#參考來源：
https://today.usc.edu/usc-study-confirms-the-rotation-of-earths-inner-core-has-slowed/
https://www.sciencenews.org/article/earths-inner-core-has-weird-rotation
https://www.sciencenews.org/article/earth-inner-core-reverse-rotation
https://www.nature.com/articles/s41586-024-07536-4
https://www.nature.com/articles/s41561-022-01112-z
#圖檔來源：
封面圖 & 首圖：USC Graphic/Edward Sotelo via usc.edu）
來源：原理
編輯：停雲
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