研究發現地球固態鐵質內核一側增長速度比另一側更快
根據加州大學伯克利分校地震學家的一項新研究,由於未知的原因,地球的固態鐵質內核在一側比另一側增長得更快,而且自從它在5億多年前開始從熔融的鐵質中冷卻出來以來,它一直是這樣生長。
印度尼西亞班達海下地球內核較快的增長並沒有使地核出現一邊倒的情況。重力均勻地分配新的增長,以保持一個球形的內核,其半徑平均每年增長1毫米。但是,一側的生長增強表明,印度尼西亞下的地球外核或地幔中的某些東西正在比另一側巴西部分更快的速度從內核移除熱量。一側的快速冷卻會加速鐵結晶和該側的內核生長。
這對地球的磁場及其歷史有影響,因為由內核釋放的熱量驅動外核對流是今天地球產生磁場的原因,而地球內核產生的磁場可以保護我們免受來自太陽危險粒子的影響。
加州大學伯克利分校地震學家的一個新模型提出,地球的內核在其東側(左)的增長速度比西側快。重力通過將鐵晶體推向南北兩極(箭頭)來平衡這種不對稱的增長。這傾向於使鐵晶體的長軸沿著地球的旋轉軸排列,解釋了地震波通過內核的不同旅行時間。
這項研究對內核年齡提供了相當寬鬆的界限,大約在5億到15億年之間,這對研究在固體內核存在之前磁場是如何產生是有幫助。我們知道地球磁場在30億年前就已經存在了,所以當時一定有其他過程驅動外核的對流。內核的年齡偏小可能意味著,在地球歷史的早期,沸騰的流體核心熱量來自輕元素從鐵中分離出來,而不是來自我們今天看到的鐵的結晶。
內核的不對稱生長解釋了一個長達30年的謎團,內核中的結晶鐵似乎優先沿著地球的旋轉軸排列,在西部比在東部更多,而人們期望晶體是隨機排列的。這種排列的證據來自於對地震產生的地震波通過內核的旅行時間的測量。地震波在南北自轉軸方向的傳播速度比沿赤道的快,這種不對稱性被地質學家歸結為鐵晶體是不對稱的,其長軸優先沿地球軸線排列。