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在地球内部发现了神秘的甜甜圈形状的结构

2024-09-14 09:05阅读：

http://blog.sina.cn/dpool/blog/u/2614811577

在地球内部发现了神秘的甜甜圈形状的结构
资深撰稿人 David Bressan
Sep 12, 2024,08:51am EDT
Updated Sep 12, 2024, 01:19pm EDT
大卫·布雷桑是一位报道关于地球的好奇心的地质学家。
在地球内部发现了神秘的甜甜圈形状的结构

地球的显示内核、外核、地幔和地壳的结构图。DE AGOSTINI VIA GETTY IMAGES
由来自澳大利亚国立大学（ANU）科学家发现的在我们脚下近3000公里一个甜甜圈形状的结构提供关于地球的磁场动力学的新线索。
1936年，
分析由地表地震产生的地震波的传播时间和速度的丹麦地震学家伦曼（Inge Lehman）发现了地球的内部显示一个分层的结构。一个固体铁镍球之后是一个形成地核的液体金属层，围绕地核是一个半刚性的岩石地幔。
然而，不是用传统的地震波观测技术并观测由地震在第一个小时内产生的信号，而是澳大利亚国立大学的科学家们分析了在地震起源时间数小时后波形之间的相似性导致做出独特的发现。
研究合著者、澳大利亚国立大学地球物理学家特卡尔西科（Hrvoje Tkali）教授解释说，“通过了解波的路径的几何形状和它们如何穿过外核的体积，我们重建了它们的穿过地球的传播时间，证明新发现的区域有低的地震速度”。
“直到现在为止这种特殊的结构仍然被隐藏，因为之前的研究通过观察典型的在大地震起源后一小时内被限制的波用覆盖更少外核体积收集了数据。我们能够取得远更好的体积覆盖，因为我们研究了在大地震后数小时回荡的波” 。
新发现的结构有低的地震速度，跟着液核碰见地幔的边界且足好奇的是不是像一个其他层一样的壳区域。
“该区域与赤道平面平行，被约束到低纬度并有一个甜甜圈形状。我们不知道甜甜圈的确切厚度，但我们推断了它到达地核-地幔边界以下几百公里” 。
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地核和地幔之间的边界区域是地磁场的来源。由地球的自转和导电液体对流驱动的剧烈运动创造一个磁场，该磁场屏蔽地球并帮助来维持所有生命，保护地球免受太阳风和有害的宇宙辐射的破坏。
特卡尔西科说，“我们的发现是有趣的，因为在液核内的这种低速隐含我们在这些区域中有一个高浓度的轻化学元素，这会造成地震波减慢下来”。
在地核内部的密度变化、一道温差可能是造成地磁场的强对流和发电机效应背后的驱动力。赤道的低速区可以起一种透镜的作用，将磁场线聚焦成一个有一个磁北极和磁南极的双极场。

在地球内部发现了神秘的甜甜圈形状的结构
地球的核的横截面，显示围绕赤道包含更多轻元素的“甜甜圈”。XIAOLONG & TKALI 2024/SCIENCE ADVANCES
特卡尔西科总结道，“地球的磁场的动力学是一个在科学界中强兴趣的领域，因此我们的结果可以促进更多关于地球和其他行星磁场的研究”。
由于一个持续监测整个地表的地震台站网络和计算机能够处理收集的数据，我们的地球的难以接近内部的观望在过去几十年中急剧的变化。仅在2021年一个“最内核”被证实存在。由于在地球中心的高压，这个核心可能是一个由铁弄成的巨大晶体。在地幔中有漂浮着的大陆大小斑块。地质学家在20世纪70年代后期中靠地震勘察首次发现了它们，但他们仍然不确定它们是什么。仅在今年8月，成功的回收了来自海床底下1.3公里的地幔最上层的第一批样本，这只是地球的半径的0.021%。

在地球内部发现了神秘的甜甜圈形状的结构
一个地球的横截面，显示地下层和矿物成分。D.BRESSAN
完整的 “在地球的外核中地震低速赤道环：来自后尾波共相关波场的证据（Seismic low-velocity equatorial torus in the Earth’s outer core: Evidence from the late–coda correlation wavefield）” 研究发表在《科学进展》杂志上，能被在这里can be found online here在线找到。
附加材料和采访由Australian National University提供
布雷桑（David Bressan）是一位专业地质学家和科学博主，对地球的过去如何影响当今社会和日常生活感兴趣。从2011年到2014年，他的地质学..
https://www.forbes.com/sites/davidbressan/2024/09/12/mysterious-doughnut-shaped-structure-found-inside-earth/

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