地球内核的振荡导致一天时间长度的变化

发布单位:台北市立天文科学教育馆

  研究显示,固态内核不是始终比地球自转速度更快,而是在快慢之间振荡,周期为六年。这个发现可巧妙解释地球一天长度有着周期5.8年的波动变化。

地球自转
图说:研究人员发现,地球内核具有超旋转(速度较地球自转快)和亚旋转(速度较地球自转慢)的周期性变化,这与一般认为的模型相矛盾,该模型认为,地球内核的旋转速度始终高于地球自转的速度。

  加州大学洛杉矶分校地球物理学家John E. Vidale说:我们最新的观测显示,从1969年到1971年,内核旋转的速度稍微变慢了一些,然后从1971年到1974年,内核旋转的速度稍微变快一些。我们还注意到,一天的长度如预测的那样有增有减。这两个观测结果的巧合,可能原因为地球内核的振荡所致。

  科学家利用地震波的观测资料进行研究,显示地球内核是由固态的铁镍合金组成,直径约2,440公里,比冥王星略大。1996年科学家证实:内核表现出比地球自转速度还快的超旋转(superrotation),估计旋转速率为每年快1度。

  Vidale研究团队后来利用1970年代在俄罗斯新地岛试验场进行地下核试验的数据,将这一速度调降至每年快0.29度。另外,他们增加了1969年和1971年在安奇卡岛下面进行的两次试验资料的分析。结果令人惊讶,地球的内核不是在超旋转,而是在亚旋转(subrotating),也就是,比地球自转慢,大约每年慢0.1度。

  地球上一天的长度变化周期大约每6年±0.2秒,地球磁场也有着以6年为周期的振荡。在振幅和相位上,它们与Vidale导出的地球内核振荡模型的周期性相符。

  由于现今地下核试验没有过去那么多,只能靠更先进的地震仪来收集更多来自地球内部的地震波讯号,才能更进一步了解内核是如何形成的,以及如何随着时间转动。(编译/台北天文馆吴典谚)

资料来源:Science Alert

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