地球科学动态监测快报

2023年第05期

回弹地震波揭示地球内部存在“第五层”

2023年2月21日,《自然·通讯》(Nature Communications)发表题为《高达五倍回弹波穿过地心及具明显各向异性的最内层内核》(Up-to-fivefold reverberating waves through the Earth’s center and distinctly anisotropic innermost inner core)的文章。该文指出,通过测量穿透和穿过地球内核的地震回弹波的速度,发现地球的结构除了地壳、地幔、外核和内核之外,在内核内部还存在第五层——一个固态“金属球”。

探测地球的中心对于了解行星的形成和演化至关重要。然而,由于缺乏对地球中心敏感的地震探测器,所以对地球内核的地球物理特征推断一直具有挑战性。因此,澳大利亚国立大学的研究人员通过叠加越来越多的全球地震台记录的波形,观测由选定的地震产生的沿地球直径方向的高达五倍回弹波并测定这些回弹波的传播时间,结果表明:根据横向各向同性推断出内核模型包含一个约650 km厚的最内层“金属球”,其P波速度在距离地球旋转轴约50°处慢4%。相比之下,内核的外壳表现出的各向异性要弱得多,在赤道面方向P波最慢,推断内核最内部区域的结晶结构可能与外层不同,也就解释了为什么当回弹波穿透最里面的内核时会根据进入的角度的不同而发生加速或减速的原因。

研究人员表示,此次研究增强了各向异性独特的最内部内核及其向弱各向异性外壳过渡的证据,这可能属于过去一次重大全球事件的化石记录,而且关于地球最深处的内核,仍存在许多未解之谜,其中可能包含着地球形成之谜的秘密。

(王晓晨 编译)