地球的内核也在进化?科学家:内核进化,拯救了地球上的生命

2024年05月13日13:45:12 科学 1551

由于地球是一个岩质行星,以现有的科学技术,还无法对内部构造和运动方式进行准确地呈现和判断,即使现在我们人类的航空航天技术得到了迅猛发展,能够发射众多深空探测器宇宙开展探索,但是我们对脚下的地球,仍然知之甚少。

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20世纪早期,地震学家利用地震波探测的方式,根据压力波(P波)和剪切波(S波)在传递时的时间差,间接地推断出地球内部是一个分层的结构,即由固态的内核、呈熔融态的地幔以及薄薄的岩质地壳组成。20世纪30年代,科学家们又通过这种方法,推测出地球的内核直径大约为2440公里,而且其中的物质密度非常大。

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我们知道,大约在 45 亿年前,地球诞生于许多类似小行星的剧烈碰撞中。小行星中致密的铁镍元素沉入到熔融的原始地球核心,较轻的硅酸盐岩石逐渐上升形成地幔。在数千度的温度和数百万个大气压的作用下,即使地球的地幔和地壳后来逐渐冷却和硬化,内部的地核保持着熔融的状态。而在内核的上方,包裹着一层高致密性的液态物质,随着地球的自转,这部分位于内核之外熔融的金属“外壳”时刻发生着搅动,于是形成了磁场

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最近的一项研究表明,在距今5.6亿年前,地球的磁场强度迅速发生了下降,与现在的磁场强度相比,仅是目前的10%左右。然而,通过研究发现,在此后的几千万年时间里,地球磁场奇迹般地快速恢复,几乎达到了现有水平的70%,而这段时期,正是地球寒武纪生命大爆发阶段,复杂的多细胞生命突然大量涌现。

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地球磁场的快速恢复,有效拦截了无数来自宇宙的高能辐射。可以说,如果没有那个时期的内核“进化”,就不会有当时的生命大爆发,也就不会有地球现在缤纷多彩的生物世界,人类祖先的出现也必须会无限期推迟。

之前很多的研究,都指向了一个结论,就是地球内核在“进化”过程中的一个非常时期,再生了地球的磁场,那么是什么原因导致地球内核发生变化呢?这是长时间困扰科学家们的一个难题。正如有科学家所说:地球的内核,是行星中的行星,它或许有着自己的地形、有自己的自转周期、有自己的特殊结构,它就处在我们人类的脚下,而我们仍然不明白很多问题。

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30多年前,美国哥伦比亚大学的研究团队,利用地震波监测的历史数据,发现了地震波的P波在穿越地球内核时,会有轻微的加速现象。通过,地球内核的旋转速度,要比内部其他结构,每年要大约多旋转1度,在这样的变化下,地震波的传输路径逐渐与地球内核的南北轴重新对齐,而且是每400年一个周期。也就是说,内核在地球内部,每400年会发生一次“自我革新”。

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之后,美国南加州大学的地震学家,另辟蹊径,选择在地下开展的核爆实验作为震源,来观测“地震波”穿越地球核心的相关情况。在两次美国测试实验之间的时间里,监测到地球内核的旋转速度,比地球内部的其他部分要慢一些,每年大约慢 0.05°。然而,到苏联进行地下核爆试验时,地球内核不知何故改变了方向并且加速了。

一些研究团队于是对这个现象感到非常兴奋,毕竟之前的观点,普遍认为地球内核是与地幔同步旋转的,他们利用相关的数据分析,得到的结果是:从 1970 年代开始,地球的旋转速度逐渐加快,然后在2000年后逐步稳定了下来。初步观点认为是地幔的引力拖拽作用,可能会带动内核的运动,但会有一个滞后的过程。

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几十年来,一些天文学家也在使用设备,密切跟踪着地球表面旋转的微小变化,相对于类星体的“参考位置”,地球每年的自转速率都会发生“抖动”。当剔除每年的“抖动”在飓风和地震等事件的影响外,发现了一个基本上呈6年一个周期的波动规律。至于这个6年周期的形成原因,有科学家认为与地球内核的运动变化密切相关,也就是地核与地幔之间相互引力作用的结果,这种相互间的拉力,使地核在“超自转”和“亚自转”间来回摆动。这或许也是地球的磁极,也会时不时地进行飘移甚至翻转的根本原因。

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截至目前,关于地球内部的真实情况和运动规律,科学家们仍然没有摸清,特别是最内部的“地核”,更加是一个被紧紧包裹起来的谜团。我们通过对地球的整体自转、利用地震波探测等手段,发现了它所具有的类似“脉动”的规律特征,而且这种“脉动”从慢到快、从快又到慢,似乎遵循着一定的固有节奏,就像一个生命体在“呼吸”一样,但这种内核的“进化”,驱动的根本原因和机理是什么,我们仍然没有全面认知。

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我们只是知道,正是由于这种内核的“进化”,保障了地球生命存在的条件,推动了地球生命的繁荣。如果没有脚下5000公里处的炙热内核,我们每个人都不会像现在这个样子生活在地球上,或许也根本就没有人类的出现。

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