自转速度减缓再掀谜团，科学家困惑：地心深处究竟发生了什么？
自转速度减缓再掀谜团，科学家困惑：地心深处究竟发生了什么？
地球内核的自转速度正在减缓，这一发现引发了科学家们的广泛关注。近日，一项发表在《自然地球科学》期刊上的研究揭示了这一现象背后的复杂机制，为人类探索地球内部结构提供了新的视角。
长久以来，科学界已知地球核心的自转速度和形状会随着时间演变而产生变化，然而，最新的研究却指出，这些变化并非各自独立发生，而是同时进行，且背后机制更加复杂难解，引发科学家们的高度关注与热烈讨论。
近期，一项发表在顶尖期刊《自然地球科学》(Nature Geoscience) 的研究，揭示了地球内核深处正悄然发生异变。由中国与美国科学家组成的跨国研究团队，通过分析地震波当地核中的传播模式，发现地球内核的自转速度，在2010年左右出现了显著的减缓现象，由原本快于地表自转，转变为慢于地表。更令人惊讶的是，研究团队更进一步推论，除了自转速度的变化，地球内核的形状也可能正同步发生难以预测的变形。
这项突破性的发现，解答了科学界长期以来对于地震波异常变化的争论。过去，针对地震波在穿透地核时，其传播速度和波形会产生异常变化的现象，科学界存在两种主要观点。一方认为，这是由于内核自转速度的快慢变化所导致；另一方则认为，是内核形状的变形影响了地震波的传递。而本次的最新研究，则统合了两种观点，证实地震波的异常，很可能是内核自转速度与形状同时变化的结果。
主持这项研究的美国南加州大学地球科学教授约翰·埃米利奥·维达尔 (John Emilio Vidale) 表示，如同医学上的X光技术，地震波成为科学家探索地球内部的绝佳工具。通过分析地震波穿透地球不同层次的细微变化，科学家得以“看见”地表下数千公里深处的奥秘。维达尔教授兴奋地指出，这项研究的重大突破，为科学界打开了一扇新的窗户，有望更深入地了解地球内核的组成结构、物质特性、以及其复杂的动态行为。“目前，这些发现仅仅是一个开端，”维达尔教授强调，“它揭示了一个可被观察到的变化，或许能引领我们更清晰地描绘出，地球内核如何在以年为时间尺度的情况下产生“挠曲”现象。未来，势必还有更多令人惊奇的发现等待我们去发掘。”
地球的构造如同一个巨大的俄罗斯娃娃，由多个不同层次的球体套叠而成，最核心的内核，距离地表约6,500公里 (4,000英里) 之遥，其温度甚至逼近太阳表面，压力更是超越海洋最深处。如此极端环境，使得科学家无法直接触及内核进行研究，只能依赖间接的方式来探索地心奥秘。
为了揭开内核变化的谜团，维达尔教授的研究团队，深入分析了自1991年至2023年间，发生于南Sandwich群岛的121对重复地震所产生的地震波数据。所谓“重复地震”，指的是在相同地点发生、且产生几乎完全相同地震波形的两次地震。研究团队选取这些特殊的地震信号，并比对其在阿拉斯加Eielson (ILAR) 和加拿大Yellowknife (YKA) 两个地震数组的接收时间与波形变化。
通过长达数十年的数据积累与精密分析，研究团队得以侦测出地核运动的细微变化。研究结果显示，地球内核在过去数十年来，一直以略快于地函与地壳的速度自转，然而，大约在2010年左右，内核的自转速度开始减缓。更有甚者，部分地震波数据显示，内核的自转甚至一度停滞，或是出现反向旋转的现象。
除了自转速度的变化，研究团队更从地震波信号的差异中，发现另一个重要的线索。由于来自阿拉斯加和加拿大的地震数组接收到的信号存在差异，研究团队推断，除了自转之外，还有其他因素正在影响内核。他们大胆推测，内核边界附近可能存在“黏性变形”(viscous deformation) 现象。尽管内核主要由固态金属构成，但外核形状的改变，或是地函密度的变化，都可能导致内核结构产生变形。
维达尔教授坦言，目前的研究数据仍不足以完整描绘地球核心的全貌，内核的行为模式究竟是混乱无章，还是存在某种规律性的周期循环，仍有待更多研究佐证。他提出两种可能的解释：其一，外核的运动驱动内核自转，两者之间存在可预测的“和谐”关系；其二，内核运动可能更为“混乱”，仅被动地追随外核的运动方向。
尽管目前的研究仍有诸多未解之处，但维达尔教授相信，持续深入分析地震波数据，将有助于科学家更精确地掌握外核对流活动剧烈的时间与地点，甚至进一步探究内核物质软硬度的分布状态。更令人期待的是，这项研究或许能揭开内核变化与地球磁场之间关联性。地球磁场虽然不会直接影响人类的日常生活，但其变化却可能干扰人造卫星的运行，甚至影响指南针的指向。