地球内核旋转速度减慢：科学发现与未来研究方向
一项由南加州大学（2024USNews美国大学排名：28）领导、康奈尔大学参与的最新研究揭示，地球内核的旋转速度自2008年起开始减慢，低于地球表面的旋转速度。这一发现发表在《自然》杂志上，标志着科学家们在理解地球内部动力学方面取得了重要进展。康奈尔大学地球与大气科学系的博士后研究员庞冠宁表示，这一发现对内核动力学、内核粘度和地幔密度分布提供了额外的约束，并对地磁场的生成和演化有重要意义。
地球内核旋转速度的变化
地球的内核是一个由固态铁和镍组成的月球大小的块体，位于地表下约4800公里处。尽管整个地球都在旋转，但由于外核的粘性，内核可以以不同于地幔和地壳的速度旋转。研究人员通过分析2003年至2008年间的地震波形变化，发现内核的旋转速度首次减慢。南加州大学的地球科学教授约翰·维达尔表示，内核减速是由于包围它的液态铁外核的搅动以及上覆岩石地幔的引力牵引所致。
根据最新研究，地球的内核自2010年以来旋转速度变慢，这一神秘的“回溯”现象可能会略微改变地球的整体旋转，从而延长我们的白天时间。研究人员通过分析1991年至2023年间南大西洋南桑威奇群岛附近的100多次重复地震数据，发现内核的旋转速度在过去14年中有所减慢。如果这一趋势继续下去，内核的引力可能会导致地球外层的旋转速度也变慢，从而改变白天的长度。然而，这种变化可能只有千分之一秒，很难被察觉。
对地磁场的影响
地球内核的旋转速度变化不仅对地球内部动力学有重要影响，还可能对地磁场的生成和演化产生深远影响。地磁场是由地球外核中的液态铁流动产生的，内核的旋转速度变化可能会改变外核的对流模式，从而影响地磁场的强度和方向。
2024年5月9日，空间天气预报中心（SWPC）发布了地磁风暴观察预警，预计多次日冕物质抛射（CME）将于5月11日合并并影响地球。这次风暴被分类为G4级“严重”地磁风暴，这是自2005年以来首次发布G4级预警。然而，最新观测显示，风暴已升级为G5级“极端”地磁风暴，这是自2003年以来首次出现G5级风暴。G5级风暴可能对电网、卫星导航和高频无线电通信产生重大影响，甚至可能导致电网系统崩溃或停电。
核试验数据在地球物理研究中的应用
研究人员还利用了1971年至1974年间的苏联核试验数据以及其他研究中的法国和美国核试验数据。这些数据为研究地球内部结构和动力学提供了宝贵的信息。阿拉斯加卫星设施（Alaska Satellite Facility）获得了一份价值1.39亿美元的联邦情报合同，用于全球范围内收集和处理地球表面的高程和三维数据。阿拉斯加费尔班克斯大学（University of Alaska Fairbanks）的地球物理研究所（Geophysical Institute）将负责执行这项工作。
阿拉斯加卫星设施的主任Wade Albright表示，他们将与GeoData合作伙伴密切合作，提供国防部所需的全球范围内高精度三维产品，以确保美国及其盟军军人的安全操作环境。地球物理研究所的大学附属研究中心（University Affiliated Research Center）通过该中心达成了这项合同。美国国防部在全国范围内设有15个大学附属研究中心，阿拉斯加系统的地球物理研究所是唯一一个负责核扩散地球物理探测的中心。
未来研究方向
根据南加州大学的最新研究，地球的内核旋转速度减慢并逆转方向，这一发现挑战了之前关于内核行为的认知，并引发了对其对地球动态影响的有趣问题。地球内核是一个位于地表下近3000英里的神秘铁球，长期以来被认为独立于地球表面旋转，并在生成地球磁场和塑造液态外核的对流模式中起着关键作用。
此前普遍认为内核的旋转速度比地球其他部分快，但最新研究表明，内核的旋转速度实际上已经减慢并逆转方向。研究人员通过分析1991年至2023年间南桑威奇群岛重复地震产生的地震波，发现内核在2003年至2008年期间经历了超旋转，但在2008年至2023年期间则开始减速，甚至逆转方向。研究表明，内核的旋转比之前的超旋转慢了两到三倍。
尽管研究提供了内核减速和逆转旋转的有力证据，但由于地震数据的空间覆盖范围相对稀疏，特别是在北大西洋地区，研究仍存在一些局限性。研究人员强调需要更多高分辨率数据和更精细的地球系统模型来更好地理解内核的行为及其与外核和地幔的相互作用。
综合总结
地球内核旋转速度的减慢是一个复杂而重要的现象，对地球内部动力学、地磁场的生成和演化都有深远影响。通过分析地震波形变化和利用核试验数据，科学家们揭示了内核旋转速度的变化及其可能的原因。未来的研究将进一步绘制内核的轨迹，以揭示其变化的确切原因，并探索其对地球动态的影响。
这一发现不仅挑战了我们对地球内部结构和动力学的传统认知，还为未来的地球物理研究提供了新的方向。科学家们将继续利用高分辨率数据和先进的地球系统模型，深入探讨内核的行为及其与外核和地幔的相互作用，以更好地理解地球内部的复杂动态过程。
参考新闻资料:
- Study confirms rotation of Earth’s inner core has slowed | Cornell Chronicle
- Earth’s rotating inner core is starting to slow down — and it could alter the length of our days
- Severe geomagnetic storm to impact satellites, GPS’ in Triangle area Saturday
- Alaska Satellite Facility gets $139 million federal intelligence contract
- Earth’s inner core rotation slows down and reverses direction. What does this mean for the planet?
【独家稿件声明】本文为美国续航教育（Forward Pathway LLC，官网地址：www.forwardpathway.com）原创，未经授权，任何媒体和个人不得全部或者部分转载。如需转载，请与美国续航教育联系；经许可后转载务必请注明出处，违者本网将依法追究。
美国续航教育总部位于美国加利福尼亚州洛杉矶，同时在中国上海和深圳设有续航教育分部。续航教育自2013年成立以来，致力于研究中美之间的文化教育发展与趋势，提供最专业的美国留学一站式服务，获得美国国际招生协会AIRC及国际教育顾问委员会ICEF的双重认证。
觉得有用的话就评价/分享一下吧~
