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Science:科学家发现地球内核为固态的新证据

2018-11-04
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澳大利亚国立大学的一项新研究,将帮助我们理解地球的形成过程。Hrvoje Tkalčić 副教授和他的博士生 Than-Son Phạm 确信找到了地球内核为固态的直接证据。他们的这项研究已在《Science》杂志上发表。


他们找到了一种在内核检测剪切波(地震产生的横波,也叫 J 波)的方法。这种横波只能在固体中传播。


副教授 Tkalčić 表示:“我们发现内核的确是固态的,不过比原来认为的要软一些。”


“如果我们的结果正确无误,那么将表明,地球内核有着和金或铂类似的弹性。地球内核就像一个时间胶囊,如果我们能够了解它,就能知道地球是怎么形成和演化的。”


内核的剪切横波很微弱,无法直接检测。事实上,从 19 世纪三四十年代地球内核首次被预测为固态的时起,检测这个剪切波就被认为是全球地震学领域的“圣杯”。


基于以上原因,科学家们不得不找到一种创新检测方法。



(图源: CC0 Public Domain)


他们使用的“相关波场法”(correlation wavefield method)通过在地震后比较两个接收器的信号进行检测,而不是在地震时直接检测。类似的方法也被给团队用于检测南极洲的冰层厚度。


Tkalčic 副教授 表示:“我们将地震记录中前三小时的数据舍弃,主要关注大地震后 3 到 10 小时的地震数据。通过这一手段,我们希望摆脱高强度信号的干扰。 通过全球检测网络,我们能得到每一场大地震中每对接收器的数据。随后我们对地震数据的相似度进行测量,这也叫计算互相关性(cross corelation)。通过比较这些相似度,我们可以构建一个全球的相关性图表,这就像地球的指纹一样。”这项研究的结果可以用于展示剪切波的存在,并推断地球内核中它的速度。


不过,尽管关于剪切波的检测也很重要, Tkalčić 表示,这项研究中更激动人心的还是关于地球内核的信息。


他补充说:“比如,此前我们不知道地核的确切温度、地核的年龄、地核的凝固速度。但是通过全球地震学的优势,我们能够慢慢找到答案。 对于地球内核的了解直接帮助我们理解地磁场的产生和维持原理,如果没有地磁场,地球表面将没有生命存在。”


-End-


编辑:wyx  责编:黄珊

参考:

https://m.phys.org/news/2018-10-earth-core-solid.html




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