——習(xí)近平總書(shū)記在致中國(guó)科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求
——中國(guó)科學(xué)院辦院方針
語(yǔ)音播報(bào)
日前,國(guó)際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《自然·通訊》發(fā)表了中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)地震與地球內(nèi)部物理實(shí)驗(yàn)室溫聯(lián)星研究組的研究文章,報(bào)道地球內(nèi)核表面局部地區(qū)存在糊狀層。
糊狀層是什么?“糊狀層指的是在凝固過(guò)程中經(jīng)常形成的夾于純固體和純液體之間的一個(gè)固液共存的過(guò)渡層,就像盛水的鍋里燉著土豆?!敝袊?guó)科大溫聯(lián)星教授告訴科技日?qǐng)?bào)記者,位于地球最中心的固態(tài)內(nèi)核,就是隨著地球內(nèi)部的冷卻從液態(tài)外核慢慢凝固而成。
根據(jù)冶金學(xué)經(jīng)驗(yàn)和理論分析,科學(xué)家在上世紀(jì)80年代就預(yù)言地球內(nèi)核邊界附近可能包含三個(gè)區(qū)域:以純液態(tài)形式存在的上部區(qū)域,即地球外核;以純固態(tài)形式存在的下部區(qū)域,即地球內(nèi)核;以固液態(tài)共存形式存在的中間區(qū)域,就是糊狀層。
“然而,關(guān)于地球內(nèi)核邊界附近存在糊狀層的結(jié)論只是一個(gè)推斷,科學(xué)界一直沒(méi)有任何觀測(cè)證據(jù)支持它的存在?!睖芈?lián)星說(shuō)。
那么,地球內(nèi)核表面是否存在糊狀層?它又有什么意義呢?溫聯(lián)星告訴記者,這和地球磁場(chǎng)的起因密切相關(guān)。
“地球磁場(chǎng)阻擋了太陽(yáng)輻射來(lái)的帶電粒子和來(lái)自宇宙的射線(xiàn),保護(hù)了地球生物的生存與繁衍環(huán)境。然而,我們對(duì)地球磁場(chǎng)起因的了解卻不深”,“愛(ài)因斯坦也曾把地球磁場(chǎng)起因列為物理學(xué)中尚未解決的重大問(wèn)題之一”。
溫聯(lián)星告訴記者,根據(jù)我們目前的認(rèn)知,地球磁場(chǎng)是由于液態(tài)外核快速對(duì)流構(gòu)成的“地磁發(fā)電機(jī)”而形成,而外核并不像地球其它地方,比如地幔,擁有放射性元素為其對(duì)流提供熱能,外核對(duì)流的驅(qū)動(dòng)力主要來(lái)源于地球液體外核形成固體內(nèi)核的凝固過(guò)程。
“因此,認(rèn)識(shí)地球內(nèi)核的凝固過(guò)程成為了解地球磁場(chǎng)起因的關(guān)鍵,而內(nèi)核邊界糊狀層的存在,則將對(duì)理解地球內(nèi)核的凝固過(guò)程具有關(guān)鍵性的揭示意義。”溫聯(lián)星解釋說(shuō)。
中國(guó)科大研究組通過(guò)分析日本高感度地震臺(tái)網(wǎng)Hi-net記錄到的從地球內(nèi)核邊界反射的地震波的走時(shí)和波形,發(fā)現(xiàn)在鄂霍次克海西南部下方的地球內(nèi)核邊界存在一個(gè)厚度約為4—8公里的糊狀層,而與該區(qū)域臨近的其它地球內(nèi)核邊界則呈現(xiàn)出尖銳的界面,并無(wú)糊狀層存在。
這個(gè)研究結(jié)果不僅為內(nèi)核邊界糊狀層的存在提供了直接的科學(xué)證據(jù),同時(shí)還表明糊狀層并非像當(dāng)初設(shè)想的均勻地分布在全球內(nèi)核表面,而是僅存在于內(nèi)核局部地區(qū)。
“這項(xiàng)研究結(jié)果還表明,地磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)力并非像我們一直認(rèn)為的在各地理位置上均勻分布,而是隨區(qū)域而變化。”溫聯(lián)星說(shuō),地球內(nèi)核凝固在大部分無(wú)糊狀層地區(qū)釋放潛熱,而在局部糊狀層區(qū)則釋放熱和化學(xué)能。
中科大的研究為全球探索地球內(nèi)核表面糊狀層、推動(dòng)科學(xué)界全面認(rèn)識(shí)地球磁場(chǎng)的驅(qū)動(dòng)力提供了一個(gè)嶄新的方向。
?。ㄔd于《科技日?qǐng)?bào)》 2017-09-05 01版)
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