科学家们发现了一个巨大的甜甜圈形状的结构,埋藏在我们脚下数千英里处。
研究人员澳大利亚国立大学的研究人员利用地震产生的地震波来观察地球神秘的熔融核心。
通过追踪这些波穿过地球的路径,研究人员发现了一个几百公里厚的区域,在那里它们的行进速度比正常情况慢百分之二。
这种甜甜圈状的结构与赤道平行,呈环状运行该研究的主要作者 Hrvoje Tkalčić 教授说: :“磁场是我们在地球表面维持生命所需的基本成分。”
科学家们发现了一个以前未被发现的甜甜圈形状区域,埋藏在地球内部,它可能有助于产生地球磁场(库存图片)
研究人员发现了一个厚达数百公里、深达数千公里的区域,环绕着环面形状的赤道(标记为“低速甜甜圈”)
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地球由四个主要层组成:地壳、半熔融地幔、液态金属外核和固态金属内核。
当地壳中的构造板块运动引发地震时,这些振动会传播到地球的所有其他层。
使用全球网络通过地震台站,研究人员可以看到波浪如何传播并预测地表以下的状况。
科学家通常只观察大而强大的波前,地震发生后一小时左右即可环游世界。
然而,Tkalčić 教授和他的合著者马晓龙博士能够探测到这种结构通过研究初始地震数小时后波浪留下的微弱痕迹。
这种方法表明,在两极附近传播的地震波比在两极附近传播的地震波移动得更快
通过测量世界各地地震引发的地震波(如上图所示),研究人员通过分析这些数据发现了甜甜圈传播的波之间的速度差异两极(左下)和赤道(右下)
通过将其结果与地球内部的不同模型进行比较,Tkalčić 教授和 Ma 博士发现,最好的解释是存在一个巨大的地下“环面”或甜甜圈形状的区域。
他们预测,该区域仅存在于低纬度地区,并且与赤道平行,靠近外核顶部,液体部分与地幔交汇处。
'我们不知道Tkalčić 教授说:“我们不知道甜甜圈的确切厚度,但我们推断它到达了核幔边界以下几百公里处。”
由于该区域的关键作用,他们的发现也可能对地球和其他行星上的生命研究产生深远的影响。
地球外核的半径为大约 2,160 英里(3,480 公里) - 比火星稍大。
对此数据的最佳解释是,在地球液体外核表面附近存在一个低密度物质区域(如红色所示)
地球的内核和外核负责产生地球的磁场,没有磁场,地球上就不可能有生命 < /p>
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主要由热镍和铁组成,对流加上地球自转,迫使该层中的液态金属形成南北方向的长垂直涡流,就像巨大的水龙卷。
这些液态金属的涡流就像发电机一样,为地球磁场提供动力。
自此这个环形区域已经“漂浮”到了液体外核的顶部,这表明它可能富含硅、硫、氧、氢或碳等较轻元素。
Tkalčić 教授说:“我们的发现很有趣,因为液体核心内的低速度意味着这些区域有高浓度的轻化学元素,这会导致地震波减慢。
研究人员认为,甜甜圈形区域可能部分负责将外核中的液态金属搅动成水龙卷状涡流,从而产生行星磁场
地球磁场(如图)使太阳风携带的带电粒子发生偏转,从而破坏生物的 DNAtures
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'这些轻元素,除了温差之外,还有助于搅拌外核中的液体。”
如果没有这种搅拌运动来驱动地球内部的发电机,地球磁场可能就不会形成.
如果没有磁场,地球表面将暴露在来自太阳的带电粒子的持续轰击下,这会破坏生物的 DNA。< /p>
因此,这个甜甜圈形状的区域可能是这个谜题的关键部分,它解释了为什么生命在地球上发展起来,以及我们可能在宜居行星中寻找什么
Tkalčić 博士总结道:“我们的研究结果可以促进对地球和其他行星磁场的更多研究。”
地球的液态铁芯产生磁场
我们星球的磁场被认为是在地球核心深处产生的。
没有人到达过地球中心,但通过研究地震产生的冲击波,物理学家已经能够计算出其可能的结构。 font>
地球的中心有一个坚固的内核,大小为地球的三分之二月球的主要成分是铁。
在 5,700°C 的温度下,这种铁的温度与太阳表面一样热,但重力造成的压碎压力阻止其变成液体。
围绕此外核有 1,242 英里(2,000 公里)厚的铁、镍和少量其他金属层。
这里的金属是流体,因为压力比内核低.
外核中温度、压力和成分的差异会导致对流在熔融金属中,冷而致密的物质下沉,温热的物质上升。
由地球自转引起的“科里奥利”力也会引起漩涡。
铁液的流动会产生电流,进而产生磁场。
带电金属穿过这些场会继续产生自己的电流,如此循环下去。
这种自我维持的循环被称为地球发电机。
由科里奥利力引起的螺旋意味着单独的磁场大致沿同一方向排列,它们的综合效应加起来产生一个巨大的磁场吞没地球。
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