電腦模擬顯示地球內核熔化與凍結交替循環(圖)_

地核的熔化或許的確與地表的活動有關，這一發現可能有助於解釋地核是如何產生磁場的。

　　新浪科技訊 北京時間5月24日消息，英格蘭科學家通過電腦模擬發現，地球內核可能正在熔化。他們表示，地核的熔化或許的確與地表的活動有關，這一發現可能有助於解釋地核是如何產生磁場的。

　　地球的內核是一個直徑大約有1500英里(2414公里)的固體鐵球，體積同月球一樣。包裹在這個球周圍的外核主要由液態鐵鎳混合物組成，這是一個粘性很大的地幔層，再往上是形成地表的固體地殼。當地球徹底冷卻時，熔融外核會慢慢被凍結。這導致它的固體內核以大約每年1毫米的速度增長。然而目前科學家發現，內核可能同時也在熔化。

　　英格蘭利茲大學的地震學家塞巴斯蒂安·羅斯特說：「大眾觀點認為，地球內核正在全面凍結，凍結範圍正在日益增多，但事實上地核有些區域顯然正在熔化。把熱量從內核輸送到地幔的網路，確保了外核的物質一直處於凍結和增長狀態，但這並不是一個統一過程。」隨著地球的內部變冷，相對較熱和較冷的物質會在其內部混合在一起，這一過程被稱作對流。物質在內核翻滾涌動，加上地球的自傳，就產生了地球磁場。

　　研究人員利用地震學數據，用電腦模擬外核的對流情況，發現外核和地幔交界處的熱量對流主要取決於位於上面的地幔。有時地幔會迫使熱量從這裡從新返回地核，導致那個區域開始熔化。利茲大學的地球物理學家喬恩·蒙德說：「在特定時段，內核表面可能只有一小部分正在熔化。考慮到內核的體積，即使它表面只有1%發生熔化(這種情況確實有可能發生)，體積也會只比20萬平方公里少一點。」

　　例如，當非洲和太平洋(地幔海拔最低的地方)下面的較大區域的溫度高於平均溫度時，這些地區下面的外核的溫度可能就會變得過高，開始熔化內核。另一方面，位於環太平洋地震帶周圍的地震活躍區下面的溫度較低的海洋板塊殘留物(被吸進地幔下方)會從地核里吸收很多熱量，這有助於內核凍結。蒙德表示，該發現指出，「地核的整個動力體系與板塊構造有一些關係，從地表進行觀察，這種關係並不明顯」。

　　這個模型還能解釋以前發現的地震異常區，這表明內核周圍存在一層密度很大的液體。羅斯特說：「局部熔化理論或許還能解釋其他地震觀測結果，例如，為什麼地震產生的地震波在一些地區比在另一些地區傳播的更快。」蒙德說：「對科學家來說，地球磁場的起源至今仍是個謎。如果我們的模型得到證實，將有助於我們更好地了解內核是如何形成的，從而有助於我們了解內核是怎樣產生磁場的。」

　　這項工作目前還存在很多不確定因素。蒙德說：「我們不清楚有多少熱量從內核傳輸出來，以及地幔底部的溫度變化模式有多強。因此內核可能並不像我們歸納的那樣正在熔化，並非所有模型都得出了地核正在熔化的結果。」他表示，另外，「現在存在的普遍問題是所有地核動力學電腦模型，實際上並不能捕捉到地球內部的真正動態，因為當前的電腦模擬還無法強大到可以在空間和瞬時解析度上達到非常清晰的程度。模擬生成了大量我們在地核內部觀測到的行為，但是我們並不清楚我們是否擁有正確的動力學。」

　　蒙德表示，要想看一看地核是否正在熔化，「我們需要世界各地分布更多地震檢波儀，尤其是在海洋里，目前在海洋安裝地震檢波儀存在技術障礙。除此以外，我們還需要研發實驗室儀器，用來探測內核的壓力和溫度等情況，我們即將實現這個夢想。」蒙德、羅斯特和他們的同事大衛·古斌斯以及比諾德·斯倫瓦桑把他們的研究成果發表在5月19日的《自然》雜誌上。(孝文)