近日，科學家發現了地球內核振蕩的證據，即地球內核不僅旋轉速度較快，而且每6年改變一次旋轉方向。相關成果發表在《科學進展》(Science Advances)。

圖片來自《科學進展》(Science Advances)

地球的內部大致可分為三個組成物質和性質不同的同心圈層，由地心至地表依次為：地核(core)、地幔(mantle)、地殼(crust)。地核是地球的核心部分，主要由鐵、鎳元素組成，溫度非常高，地核中心溫度高達6000攝氏度左右。

長期以來，科學家對地核的研究不斷深入。由于無法直接觀察到地核，科學家致力于通過間接測量來解釋其運動變化的模式、速度和原因。18世紀末，英國科學家亨利·卡文迪許(Henry Cavendish)用非常簡單的扭秤測量了地球密度，其結果與現今科學測量結果相差不多。幾十年后，德國物理學家埃米爾·維舍特(Emil Wiechert)提出雙層地球模型，他認為地球內部一定有一層密度更高的鐵鎳核。但1936年，丹麥地球物理學家英厄·萊曼(Inge Lehmann)證實地球有一個液態外核和一個固態內核。

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利用地震波研究地球的內部結構可以追溯到19世紀。彼時，科學家在研究天然地震時發現，震源會產生在地下傳播的體波和沿地表傳播的面波，其中體波又分為壓縮波(P波)和剪切波(S波)兩類，P波總是比S波快，而且S波不能穿過液體傳播。1897年，英國地質學家奧爾德姆(Richard Dixon Oldham)首先在地震圖上識別出了P波和S波，拉開了用地震波研究地球內部結構的帷幕?；诖?，后續科學家確立了地球的“地殼—地?！睾恕比龑咏Y構模型。

此次根據對地震數據的分析，美國南加州大學地球科學系主任教授John Vidale與Wei Wang研究團隊證實，地球內核在1969年到1974年這六年時間里改變了旋轉方向。研究人員表示，他們所研究的內核運動模型也可以用于解釋一天時長的變化。

1996年，一項科學研究首次提出，地球內核旋轉的速度比地球其他部分更快，大約為每年1度。南加州大學團隊在研究中也支持了“內核超級自轉”觀點，但發現其速度更慢?！拔覀兊淖钚掠^測顯示，從1969年到1971年，地球內核旋轉的速度稍微慢了一些，然后從1971年到1974年，地球內核轉向了另一個方向。我們還注意到，一天的長度如預測的那樣有增有減?！盫idale表示這些觀測結果均指向地球內核振蕩。

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研究人員利用美國空軍設在蒙大拿州的大孔徑地震臺陣(LASA)1969年至1974年間一系列試驗數據，發現地球內核的旋轉速度大約為每年0.1度。這項研究主要利用Vidale開發的一種新型波束形成技術，分析了蘇聯1971年至1974年在北極新地島進行的地下核彈試驗產生的波束，以及位于阿姆奇特卡島1969年的“Milrow”和1971年的“Cannikin”兩次地下核彈試驗數據。通過測量核爆炸產生的縱波，他們發現在6年中，地球內核的旋轉方向改變過一次。

前述研究標志著科學家首次通過直接地震學觀測，證明地球內核旋轉方向每6年變化一次。同時支持了一種推測，即地球內核的振蕩是基于一天時長的變化和地磁場變化。

“地球內核不是固定不動的，它在我們腳下移動，而且似乎每6年就來回移動幾公里?！盫idale說道。未來，研究團隊計劃找到更多足夠精確的觀測數據與前述結果進行比較，以進一步了解地球內核如何形成，以及如何隨時間的推移產生移動。