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研究指新证据表明地核为固态 较软而有弹性

2018-11-04 16:04:12   来源:科技生活在线   评论:0   [收藏]   [评论]
导读:小编按:内核的剪切横波很微弱,无法直接检测。事实上,从 19 世纪三四十年代地球内核首次被预测为固态的时起,检测这个剪切波就被认为是全球地震学领域的“圣杯”。

  澳大利亚国立大学的一项新研究,将帮助我们理解地球的形成过程。Hrvoje副教授和他的博士生确信找到了地球内核为固态的直接证据。他们的这项研究已在《Science》杂志上发表。

  他们找到了一种在内核检测剪切波(地震产生的横波,也叫 J 波)的方法。这种横波只能在固体中传播。

  Hrvoje表示:“我们发现内核的确是固态的,不过比原来认为的要软一些。”

  “如果我们的结果正确无误,那么将表明,地球内核有着和金或铂类似的弹性。地球内核就像一个时间胶囊,如果我们能够了解它,就能知道地球是怎么形成和演化的。”

  内核的剪切横波很微弱,无法直接检测。事实上,从 19 世纪三四十年代地球内核首次被预测为固态的时起,检测这个剪切波就被认为是全球地震学领域的“圣杯”。

  基于以上原因,科学家们不得不找到一种创新检测方法。

  他们使用的“相关波场法”(correlation wavefield method)通过在地震后比较两个接收器的信号进行检测,而不是在地震时直接检测。类似的方法也被给团队用于检测南极洲的冰层厚度。

  Hrvoje副教授 表示:“我们将地震记录中前三小时的数据舍弃,主要关注大地震后 3 到 10 小时的地震数据。通过这一手段,我们希望摆脱高强度信号的干扰。 通过全球检测网络,我们能得到每一场大地震中每对接收器的数据。随后我们对地震数据的相似度进行测量,这也叫计算互相关性(cross corelation)。通过比较这些相似度,我们可以构建一个全球的相关性图表,这就像地球的指纹一样。”这项研究的结果可以用于展示剪切波的存在,并推断地球内核中它的速度。

  不过,尽管关于剪切波的检测也很重要,Hrvoje表示,这项研究中更激动人心的还是关于地球内核的信息。

  他补充说:“比如,此前我们不知道地核的确切温度、地核的年龄、地核的凝固速度。但是通过全球地震学的优势,我们能够慢慢找到答案。 对于地球内核的了解直接帮助我们理解地磁场的产生和维持原理,如果没有地磁场,地球表面将没有生命存在。”(DeepTech深科技)
 

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  哪种元素才是地核的第三元素?经科学研究:这两种元素都有可能

  目前科学家已经确定地球的整体构造是什么了,但是对于地核里的构造还不是很清楚。一直以来科学家都在研究地核是由哪些元素构成的,目前已经得知占比最多的元素是铁,占到了85%,紧接着就是10%的镍和5%的其他轻元素。而最受争议的就是这5%的轻元素,因为这其中含有碳、氧、硅和硫,究竟哪种元素更加多呢?

  来自日本东北大学的科学家们通过研究认为,地核中的第三元素很有可能就是硅。由于人类目前的科技无法到达地核,因此科学家们只能够通过模拟实验来进行研究。他们通过地震的特点和属性,将地核中的元素按不同成分和比例进行实验对比。为了到达实验目的,他们制作了一块铁镍合金,然后掺入一定量的硅,构成一个地核模型。

  然后再把这个模型放在类似地核温度和压力的环境下,结果发现这个模型所造成的地震特征和现实的地震特征相似。因此该研究团队提出了这样的观点,位于地核元素中的第三位很可能是硅,它存在的形式是溶解在铁镍合金当中。同时他们也认为需要通过更多的实验和研究来证明这个观点,当然也不排除其他元素也是第三大元素的可能性。

  也有科学家认为氧元素是地核中的第三大元素,因为曾经就有国际研究团队利用已有的地震数据来分析得出在地球的内部是存在着氧元素的。同时可以通过理论计算得出,氧元素在外核中占到了3.7%的质量。而且在外核中也有占比达到1.9%的硅元素,但是并没有发现碳元素和硫元素。

  由于目前我们无法深入地球的内部了解真实情况,因此只能够借助探测仪器和监测数据来进行研究和分析。(晚安宇宙)

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