网易首页 > 网易号 > 正文 申请入驻

科学家坐不住了!一天忽长忽短,其实是内核在“变形”?

0
分享至

一天通常被看作二十四小时,但精密测量显示,地球自转并不是完全均匀的。

日长会出现微小变化,其中一些发生在几十年的时间尺度上。地球内核与其他圈层如何相互作用,是研究这类变化的重要线索,但并不能把所有日长变化都归给同一个原因。

地球最深处的内核,是以铁为主的固态金属球,外围则是液态外核。内核、外核和岩石地幔共同组成相互作用的系统。内核可以相对地幔发生差异转动,“行星中的行星”是形容这种运动的比喻,并不表示它完全不受其他部分影响。



讨论所谓停转或反转,首先需要说明参照物。如果内核曾比地幔转得略快,后来速度减小并变得略慢,那么相对于地幔的运动方向就可能改变。这不等于从太空观察,内核突然停止跟随地球自转,更不等于整个地球掉头旋转。

2023年的一项研究通过地震数据提出,内核相对地幔的运动可能存在数十年尺度的变化,并讨论了约七十年的周期性。这是一种根据间接观测得出的解释,相关模型与周期仍需要更多数据检验,不能把“现在反转”作为没有时间限定的恒久结论。

研究这类运动,主要依靠地震波。地震产生的波穿过不同介质时,传播速度和路径会发生变化。

如果能够比较条件相近的地震信号,就有机会从波形或传播时间的差异中,寻找深部结构和运动的线索。这种研究依赖反复比较,而不是一次观测便拍到了内核。



例如,穿越内核的信号与不穿越内核的信号,可以为分析提供不同信息。研究者需要考虑震源、台站、传播路径和测量误差等因素,尽量判断观测变化究竟来自哪里。某个信号发生变化,并不自动等于某一种解释已经被唯一证明。

解释差异转动时,研究者会考虑外核流动产生的电磁作用,以及内核与地幔之间的引力相互作用。这些作用可以交换角动量,影响不同圈层的运动。相对运动不是一个孤立球体随意加速,而是深部动力系统相互联系的结果。

理解这一点,也需要区分地球内部的不同状态。液态外核可以流动,固态内核则在高温高压条件下响应外界作用。固态并不等于在任意时间尺度上都绝不改变形状,但讨论缓慢形变与讨论相对旋转,仍是两个不同问题。



要研究像地球内核这样难以企及的对象,科学家主要依赖间接方法,尤其是对地震数据的分析。地震学为人类打开了一扇窥视地球内部结构的窗口。

通过研究地震波如何在地球内部传播,科学家可以推断出各层的密度、成分和物理状态。地震波主要分为两类:P波,可同时在液体和固体中传播;S波,则只能在固体中传播。

地震波在穿越地球时的行为特征,为科学家描绘内部结构提供了依据。



地核位于数千英里厚的岩层之下,直接观测或取样均无可能。因此,地震学提供的并不是一幅直接的图像,而是一组需要解读的"影子"或数据点。

数据本身的复杂性以及地核所处的极端条件,意味着任何模型或理论都必须谨慎建立,在间接观测与理论物理之间保持平衡。

近年来,地震技术和数据分析能力的进步,使人类对地球深部信号的解读能力不断提升。遍布全球的地震仪网络,为建立更为详尽、准确的内核运动模型提供了海量数据。

同时,超级计算机在处理地震网络所采集的庞大数据方面发挥着关键作用。它们还使科学家能够运行复杂的模拟,以检验关于地核动力学的各种假说。



这些模拟在原始数据与可理解模型之间架起桥梁,用以预测地核的变化将如何影响地表现象。

地震仪网络提供更多信号,计算机则帮助整理数据并测试模型。模拟的价值,在于检查一种假设能否解释观测,以及改变参数后结果如何变化。

它不是把未知部分直接变成已知:模型采用哪些假设、哪些参数尚不确定,都会影响最终推断。

多种证据相互对照尤其重要,地震波有助于研究结构与差异转动,地磁观测则提供外核流动等方面的线索。不同资料的时间跨度和精度并不一致,能够在不同证据之间建立自洽解释,才比单独抓住一种周期更有说服力。



2026年9月,张慧峰与马蒂厄·邓伯里的研究从动力学模型出发,讨论了内核与地幔之间的引力力矩。他们认为,深部质量分布的不均匀,会使内核相对运动牵动地幔,从而参与几十年尺度的日长变化;核幔边界的力矩则主要抵抗这种变化。

这项解释同时涉及内核对作用力的黏性响应,提出约十年量级的形变时间尺度。这里的十年量级响应,与约七十年的相对旋转变化并不是同一个量,不能把二者合并成“内核每七十年变形一次”。时间尺度对应的是模型中的不同过程。

模型研究提供了新的检验方向,而不是把地球内部所有参数都测量清楚了。内核形状、深部质量分布和材料性质仍影响推断。引力作用也不能因为“隔空拉扯”的比喻,被理解成磁铁的磁力;相似的日常图景,背后的物理机制可能完全不同。



内核运动与地磁场的关系,也需要保留层次。地球主磁场主要由液态外核的导电流体运动维持,内核能够参与更广泛的深部动力过程。但观察到内核相对转动变化,不能据此断言磁场马上削弱,更不能直接推出卫星、电网或动物迁徙将出现异常。

对于日长,地球内部圈层交换角动量,可能让地幔与地壳的转速发生极微小调整。人们生活在地表,这种变化便会表现为一天长度的起伏。但月球潮汐、大气和海洋等也会影响自转,不同因素的作用需要按时间尺度分别讨论。



这些系统本来就要处理地球自转并不均匀的问题,不能简单说内核稍有变化,误差就会不受控制地累积。

更深入的动力学研究,可能帮助改进对长期变化的理解,但目前也不能把它当作直接预测天气、气候或地震灾害的方法。

内核的研究价值,在于让人们认识一颗持续运动的行星:固态与液态圈层彼此作用,微弱信号连接着地表与深部。

区分相对旋转、缓慢形变以及不同观测的边界,才能把一天的细小变化,与脚下几千公里深处的过程更准确地联系起来。

声明:个人原创,仅供参考

特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。

Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.

相关推荐
热点推荐
三部门开启调查后,尊界刹车事件舆论反转了!

三部门开启调查后,尊界刹车事件舆论反转了!

城事堂
2026-10-18 16:10:43
又一电诈头目落网!坑害国人超27亿,杀人不眨眼,全网呼吁查赵薇

又一电诈头目落网!坑害国人超27亿,杀人不眨眼,全网呼吁查赵薇

泪满过眼
2026-10-10 07:24:15
有这4种表现,说明你肌肉量达标了,完全不用瞎担心、乱焦虑

有这4种表现,说明你肌肉量达标了,完全不用瞎担心、乱焦虑

新时代的两性情感
2026-10-20 16:06:44
CBA新赛季仅打2场!南京同曦官方:与外援弗兰克斯正式解约

CBA新赛季仅打2场!南京同曦官方:与外援弗兰克斯正式解约

狼叔评论
2026-10-21 00:24:05
建议所有普通家庭:条件允许,出门办事尽量带上孩子

建议所有普通家庭:条件允许,出门办事尽量带上孩子

户外阿毽
2026-10-19 19:50:55
全球市场几乎只剩一笔交易:AI

全球市场几乎只剩一笔交易:AI

全栈遛狗员
2026-10-20 06:01:01
自动续费要先通知再扣钱:广东10月1日起施行,最高罚3万

自动续费要先通知再扣钱:广东10月1日起施行,最高罚3万

奇思妙想生活家
2026-10-20 18:33:58
粤AD***60网约车司机韦某,被立案查处;广州通报:其在广州南站招揽乘客前往广州白云站,到达目的地后,收取的车费比正常价格贵150元

粤AD***60网约车司机韦某,被立案查处;广州通报:其在广州南站招揽乘客前往广州白云站,到达目的地后,收取的车费比正常价格贵150元

南方都市报
2026-10-20 23:11:21
纪实:印度人涉嫌撞死华人女子逃逸,身份曝光:来自新疆,曾在国内当大学教师

纪实:印度人涉嫌撞死华人女子逃逸,身份曝光:来自新疆,曾在国内当大学教师

小徐讲八卦
2026-10-20 06:21:56
发生了啥让你相信有些事是天注定的?网友:不要参与亲人的因果,老天爷的事儿顺其自然

发生了啥让你相信有些事是天注定的?网友:不要参与亲人的因果,老天爷的事儿顺其自然

带你感受人间冷暖
2026-10-20 00:12:09
新央企国家数据集团今成立,董事长、总经理亮相

新央企国家数据集团今成立,董事长、总经理亮相

上观新闻
2026-10-20 20:31:29
一个心理学真相:别太相信你的负面念头,因为它们只是大脑的假象

一个心理学真相:别太相信你的负面念头,因为它们只是大脑的假象

松果正念袁老师
2025-01-25 21:57:19
欧冠疯狂一夜!大巴黎4-2送巴萨首败,曼城5-1大胜,7场进40球

欧冠疯狂一夜!大巴黎4-2送巴萨首败,曼城5-1大胜,7场进40球

体育知多少
2026-10-21 05:30:49
金与正警告,“必将招致严重灾祸”

金与正警告,“必将招致严重灾祸”

中国新闻周刊
2026-10-20 14:03:11
世锦赛输吴宜泽!艾伦赛季首秀2-4出局,北爱赛32强确定,中国6席

世锦赛输吴宜泽!艾伦赛季首秀2-4出局,北爱赛32强确定,中国6席

小火箭爱体育
2026-10-20 23:01:45
特朗普:中方在乌克兰问题上立场很公允,我对此心怀感激

特朗普:中方在乌克兰问题上立场很公允,我对此心怀感激

极目新闻
2026-10-20 14:58:09
戴笠心腹奉命抓捕李克农,见面居然先敬军礼,全程亲自护送到重庆

戴笠心腹奉命抓捕李克农,见面居然先敬军礼,全程亲自护送到重庆

纪史行者
2026-10-01 06:40:10
宏大叙事救不了普通人的工资单

宏大叙事救不了普通人的工资单

文青大叔说
2026-10-18 11:28:22
1995年白宫,22岁实习生莱温斯基撩起外衣露出丁字裤,就凭这个举动,她承担了整整20年的代价

1995年白宫,22岁实习生莱温斯基撩起外衣露出丁字裤,就凭这个举动,她承担了整整20年的代价

磊子讲史
2026-10-19 14:51:51
分手3个月,刘恺威再找新女友,李晓峰发文:缺乏安全感!

分手3个月,刘恺威再找新女友,李晓峰发文:缺乏安全感!

默默有话说
2026-10-20 13:26:08
2026-10-21 07:31:00
军军记录生活
军军记录生活
感谢关注
996文章数 385关注度
往期回顾 全部

头条要闻

距中国台湾110公里 日美出动6万人大举军演为历史之最

头条要闻

距中国台湾110公里 日美出动6万人大举军演为历史之最

体育要闻

巴拉克:天生亚军与漫长极夜

娱乐要闻

刘恺威承认新恋情,打球认识

财经要闻

抄底万达之后 私募大佬又对恒大下手了

科技要闻

新版MiniMax,能和DeepSeek掰手腕吗?

汽车要闻

黑科技一次看全 2026奇瑞全球创新大会干货汇总

态度原创

数码
亲子
本地
房产
公开课

数码要闻

Mac版Perplexity Computer新增端侧模式,要求36GB统一内存

亲子要闻

奇!41岁女子不知怀孕,腹部剧痛送医顺产7斤儿子!

本地新闻

一场垂直登高赛跑出了"山城"的真正内核

房产要闻

488亩,两大豪宅级项目爆出!清水湾,要杀回来了!

公开课

李玫瑾:为什么性格比能力更重要?

无障碍浏览 进入关怀版