地球結構示意圖
日前，一項新研究在地震學界掀起了波瀾——澳大利亞國立大學的一組研究人員在《科學》雜誌上發表了一種新方法來證實地核是固態的。
實際上，科學家們會利用許多零碎信息來研究地球的結構，但最重要的線索來自地震波。每當地震發生時，就會向各個方向發出壓力波——就像聲波一樣。這些波在地下傳播，從一種介質傳播到另一種介質時，波會進行反射和折射。最終，這些波會到達地表，此時，地震儀（測量地球運動的儀器）就會檢測到地震波。利用地震儀，研究人員可以推斷出數量驚人的信息。例如，通過測量地震波到達不同地震臺站的時間，可以對地震震中的位置進行三角測量——這時，我們就會知道震源在哪裡。
典型的地震記錄示意圖
不僅僅是關於地震本身的數據，我們還可以得到地震波通過的岩石的數據。例如，一般來說，地震波有三種類型：P波或初波，即縱波（傳播速度最快的一種波）；S波或次波，即橫波；表面波，比P波和S波慢，但振幅較大，運動更復雜。
P波能在任何介質中傳播，而S波只能在固體中傳播，不能在液體中傳播。由於S波似乎從未穿過外核，因此，這一重大跡象表明，地球的外核是液體，然而，這種液體不是一種傳統意義上的液體（它更像粘性的熔岩或濃稠的蜂蜜），但它絕對不是固體。
不同地震波在地球內部的傳播過程示意圖
這也說明了地球內核是固態的，因為S波似乎可以穿過內核。然而，由於內核體積小，檢測橫波非常困難，該理論還需進一步驗證，這就是這項新研究的意義所在。
地震學家喜歡根據波經過的地方給它們取不同的名稱，因此將穿過地球內核的S波稱為J波。J波難以捕捉，因為它們的振幅很小，而且地球內核的體積相對較小，這意味著許多地震波繞著J波傳播。這種小而微弱的振幅問題重重，以至於探測J波有時被稱為全球地震學的“聖盃”。
然而，該研究的主要作者Hrvoje Tkalčić副教授和Than-Son Phạm博士相信他們已經找到了識別J波的新方法。他們的做法很有創意：他們並沒有直接觀察波的到來，而是在大部分時間忽略它，在最大的隆隆聲過去幾個小時後，才開始觀察波的信號。通過研究大地震後兩個接收器信號的相似性，他們能夠觀察到模式的相關性，而這種相關性是識別J波的關鍵。Hrvoje Tkalčić解釋道：“這被稱為互相關聯或相似度的度量。根據這些相似性，我們構建了一個全球相關圖——一種地球的‘指紋’。”“我們拋開了地震記錄的前三個小時，只關注於大地震發生後的3到10小時。我們想擺脫這些大信號。”Tkalčic補充說。
通過這種方法，他們證實：地球內核看起來確實是固態的，儘管它似乎與當前模型有些不同。事實上，它有點像兩種常見的材料：黃金和鉑金。
Tkalčić說：“我們發現地球內核確實是固體，但我們也發現它比我們之前認為的還要柔軟。”“如果我們的結果是正確的——內核具有與黃金和鉑金類似的彈性特性。那麼內核就像一個時間囊，如果我們能理解它，我們就能理解行星是如何形成的，以及它是如何演變的。
我們仍需更多的觀察來證實這項研究，但就目前而言，越來越傾向於認為地球內核是固態的。”
原文鏈接：https://www.zmescience.com/science/news-science/earth-core-solid-19102018/
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