地球自轉為什麼會有自旋（地球自轉要顛倒了）

2023-05-24 04:22:39

地球在宇宙中的運動十分多樣，除了我們熟知的公轉和自轉，地球內核其實也在緩慢旋轉，近日，中國科學家在國際學術期刊《自然》雜誌刊文稱，內地核的自轉方向可能已經和地球整體的自轉方向脫鉤，開始了反向旋轉。

過去，人們一直認為內地核的轉速的是恆定的。雖然在過去幾十億年的歷史中，它的地殼和地幔可能會時不時發生些變化，但考慮到地球穩定的質量和能量，科學家認為地核應該會保持穩定的自轉。

去年七月，美國南加州大學地球科學院教授John E. Vidal打破了這一想法，他利用新開發的波束形成技術，分析了蘇聯在1971年到1974年四年間在北極群島進行地下核試驗時產生的波束，發現地核的旋轉速度要比之前預測的慢一些，大約為每年0.1度。

隨後，他利用同樣的方法分別測量了1969年和1971年在阿拉斯加群島進行的兩次核試驗，分析了核爆炸產生的縱波後，他發現內核的自轉方向有些顛倒了，每年至少旋轉十分之一度，這說明地球的內核不是固定不動的，而是每幾年就會前後移動幾公裡，在外地核中反覆震蕩。

這項研究近日在我國又有了新的進展，北京大學的研究人員分析了近六十年的地震波數據，發現內地核實際上可能在2009年就已經停止轉動，如今在朝著相反的方向旋轉。

研究人員表示，他們認為內地核大約每35年就會改變一次自轉方向，每70年就會完成一次震蕩周期，這意味地球上一次改變自轉方向大約在20世紀70年代初，恰好與之前美國科學家的研究結果相吻合。

不過具體的振蕩周期目前還不能下定論，有些科學家認為振蕩周期只有12年，有些則認為可能在20到30年左右，還有人認為地核的震蕩實際上毫無規律，雖然我們對地球內部的研究從未中止，但它仍然存在著許多謎團。

上世紀七十年代，美蘇冷戰中美國在探索太空上的巨大成就給蘇聯帶來了不小的壓力，蘇聯試圖從其他方面取得一些成果，其中一項就是勘探地球內部的科拉鑽井。

一臺鑽機安裝在杆子下面，不斷的向下旋轉並輸送挖出來的物質。這就是科拉鑽井的原理，聽起來十分簡單，但在實際操作上卻有著不小的困難。

眾所周知，地球由地殼和地幔以及地核三部分組成，地殼又能分為上層和和下層，其中上層主要由密度較小的花崗巖組成，到了下層就由密度較高和比重較重的玄武巖組成，當鑽頭遇到這些堅硬的巖石時，就會逐漸磨損，從而每隔一段時間就需要更換鑽頭。

如果說磨損造成的成本加大還能克服，但技術不到位就無法克服了，越向地球內部進發，就越靠近地核，溫度和壓力也就越大，而人類目前還沒有什麼特殊的金屬材料能夠耐住近萬攝氏度的高溫。

在諸多因素的影響下，蘇聯最終於1994年停止了這項工程，而它的深度還不及地殼的十分之一，要想進入地球內部實地勘測，目前還是難以實現的，那科學家又是如何在地表就能確定地球的內部結構呢？

這一切都要歸功於地震時所產生的地震波，當地震發生時，從震源傳出的震動會向四周輻射彈性波，地震波的性質和聲波以及水波有些相似，比如水波在碰撞到岸邊時會從邊界反射回來，而地震波同樣也會在邊界被反射或折射。

地震波有它自身的傳播方式，分別是橫波和縱波。橫波速度較慢，但可以使地面前後晃動，它既能通過固體傳播，也能通過液體和氣體傳播，縱波的速度較快，但傳播介質只有固體，通過分析地震波的圖像，科學家就能大致確定地球內部的形態和物質構成。

經過漫長的研究之後，科學家對地幔和地殼都已經有了不少的了解，但地核依然保持著它的神秘感，目前的理論認為，地核由外地核和內地核組成，外地核是流動的液態鐵鎳，厚度約2080公裡，我們的磁場正是由它產生而來。這些液態鐵鎳包裹著固態的內地核，其主要成分是一些固態的鐵、鎳等金屬元素。

內地核的半徑為250公裡，僅相當於冥王星的大小，但它的質量卻佔了整個地球的16%，是地球的「心臟」，雖然如今科學家觀測到這顆「心臟」似乎調轉了運動方向，但目前還沒有證據表明該現象會對人類造成影響。

總而言之，我們對地球內部的認知仍然是模糊的，或許地球內部還存在尚未發現的新結構。了解它們，不僅可以探尋到重金屬和礦產的儲藏地，還能提前防範一些火山和地震之類的災害。

只有熟悉腳下的地球，我們才能懂得如何在這片土地上更長遠的生存下去。