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意外!科學家:研究地球比太陽還難

一項最新的地球科學研究發現,地心發生的變化情況出乎意料的複雜,因此科學家認為:「研究地球中心的難度比研究太陽中心更大。」

澳大利亞的科學家通過研究地心溫度及地震波得知,地表下3,000公里深處的溫度變化程度比以前認為的複雜得多,而且在地幔深部與地核交界的區域,變化程度比預期的高三倍。

據科技網站spacedaily.com近日報導,參與研究的澳大利亞國立大學(ANU)地球物理學家赫爾沃耶‧塔卡西(Hrvoje Tkalcic)博士說:「地幔與地核的交界處比地球表面更富有變化。」

他補充道:「固態幔物質與液體地核之間的差異程度比地面與空氣之間的差異更大。地核就像是地球含有的一顆小行星。」因此他說:「研究地球中心的難度比太陽中心更大。」


因為地核的複雜程度,所以科學家將之比喻為:地球中的小行星。(視頻截圖)

研究者發現,地幔深部的溫度達到3,000~3,500攝氏度,壓力值約為125GPa,約12,500個大氣壓。溫度及其它物質性質如密度和化學成分的變化程度會影響穿過地球的波速。
因此,研究者對世界各地4000多個地震儀的檢測結果進行對比分析。他們使用類似CT掃瞄的方法,並進行複雜的數學運算,最後繪製出迄今為止最詳細的一幅整個地球的地幔深層400公里區域的地震波變化分布圖,顯示出地震波的速度變化程度出乎意料的複雜。


目前理論繪製的地球構造模式圖(由內及外:白色為核芯;亮黃色為外核;丹紅色為深層地幔;深紅色為淺層地幔(岩石流層)及地殼;藍白色為分布海洋的地表及天空中的大氣) (維基百科)

研究者認為,這很可能是受地幔與地核的邊界溫度及放射性影響的結果。塔卡西博士說:「繪製的變化分布圖將有助於我們瞭解對地球表面與地幔底部之間的關係。其中溫度變化是一個深奧難懂的問題,但是它提示我們考慮造成地球磁場的原因,地核那裡有一個地球發電機(geodynamo)。」
資料記載,目前科學家認為,地球有個核心,稱之為地核,它位於地表2,900公里之下,地核的半徑約3,480公里,略大於地球半徑(約6,400公里)的二分之一。通過估算地球的整體密度,推算地核是個含鐵成分極高的「鐵球」,學術名稱為鐵鎳核。而通過研究地震等地質活動發現,地核至少是一種分層結構,而且其結構特點是最中心為固態,周邊為液態。

迄今為止,關於地核的溫度、物質成分、電導率、熱導率等物理化學性質,地核為甚麼處處充滿變化而不是均勻一致的球體,地核的分層結構及其鐵成分來源等等,都是科學未解之謎。

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