在地球深处5000多千米的地方，存在一个直径约2500千米、温度高达5200°C的铁质内核。长期以来，科学家普遍认为，地球内核是一个坚固而坚硬的球体，并在地球磁场的形成过程中发挥关键作用。
然而，一项新发表在《自然·地球科学》的研究表明，地球的内核似乎并没有想象中坚固，它的形状并非恒定不变，而是正在发生变化——某些区域在短短几年内可上升或下降多达1千米。这一发现挑战了我们对地球最深层结构的理解，并揭示了内核可能比我们此前设想的更加动态。
重新定义地球内核
由于没有任何探测设备能够直接深入地球内核，科学家必须依赖地震波来研究它的状态。当地震发生时，部分地震波会直接穿透内核，而另一部分则会沿着其表面发生偏折。这些地震波的传播路径最终会被全球各地的地震台记录下来。通过比较不同时间、相同地点的地震波形，科学家可以推测地球中心可能发生的变化。
2024年，研究人员利用这一方法发现，地球内核的自转自2010年以来一直在放缓（详见）。然而，仅靠自转减缓无法解释所有的观测数据，这促使研究团队探索其他可能影响内核变化的因素。
在最新研究中，研究人员分析了1991年至2023年间，发生在南桑威奇群岛附近的121次重复地震的地震波形数据。南桑威奇群岛位于南大洋的地震活跃区，这些地震波穿透地球内部，最终抵达美国阿拉斯加州艾尔森空军基地和加拿大西北地区黄刀地震台的探测器。
研究团队发现，在2004年至2008年间，部分抵达黄刀地震台的地震信号出现了异常，这些信号的变化无法仅用内核自转来解释。特别是，这些波主要穿越内核的外层，而非像抵达艾尔森空军基地的地震波那样深入内核深处。
基于这些数据，研究团队得出结论：地球内核并非一个完美的球体，而是一个具有动态变化的实体。研究人员推测，内核的某些区域在数年内可能会上升或下沉数千米，进而改变地震波的传播路径，并导致观测数据的异常。
变化的可能成因
至于是什么驱动了这些地核形变，目前仍存在多种可能的解释。研究人员提出了几种可能性：
1.熔化与凝固循环：在内核-外核边界，铁的熔化和凝固可能在不断进行，形成新的结构并改变内核形态。
2.铁元素的喷涌现象：部分铁可能从内核内部“冒出”至表面，类似于“打嗝”现象，形成短期的变化。
3.引力与流动外核的作用：在引力和流动的外核的推动下，内核表面可能逐渐变得不规则，甚至形成类似地壳上的“山脉”和“山体滑坡”，这意味着在内核-外核边界可能存在类似火山喷发或地质滑坡的现象。
无论具体机制如何，这项研究都表明，地球内核并非静态，而是一个充满活力的、持续变化的结构。
更多的疑问
探测到如此微妙且短暂的内核变化，对地震学界而言是一次重大突破。这项研究可能为我们提供了迄今为止最全面的数据集，以帮助科学家理解地球深处的动态过程。
这些发现不仅加深了我们对地核演化的认识，也可能与地球磁场的生成机制密切相关。我们已经知道，随着时间推移，内核缓慢增长，源自外核的铁逐渐在内核表面结晶。这个过程推动外核流动，而外核的运动则维持着地球磁场。此外，内核旋转的微小变化还可能影响地球自转速率，进而影响一天的时长。
因此，尽管这项研究解决了关于地核变化的一些长期争议，它同时也引发了新的问题：内核形态的变化是否会影响地球磁场的稳定性？它是否会改变地球自转速度，从而影响我们所认知的24小时昼夜周期？
随着未来更精确的地震观测技术不断进步，科学家或许能揭示更多关于地球内核的奥秘，并进一步理解它如何塑造我们赖以生存的地球环境的。
#参考来源：
https://www.science.org/content/article/earth-s-inner-core-might-harbor-volcanoes-and-landslides
https://today.usc.edu/earths-inner-core-is-less-solid-than-previously-thought/
https://www.nature.com/articles/d41586-025-00395-7
#图片来源：
封面图&首图：Graphic/Edward Sotelo via usc.edu
