在地球深處5000多千米的地方，存在一個直徑約2500千米、溫度高達5200°C的鐵質內核。長期以來，科學家普遍認為，地球內核是一個堅固而堅硬的球體，并在地球磁場的形成過程中發揮關鍵作用。

然而，一項新發表在《自然·地球科學》的研究表明，地球的內核似乎并沒有想象中堅固，它的形狀并非恒定不變，而是正在發生變化——某些區域在短短幾年內可上升或下降多達1千米。這一發現挑戰了我們對地球最深層結構的理解，并揭示了內核可能比我們此前設想的更加動態。

重新定義地球內核

由于沒有任何探測設備能夠直接深入地球內核，科學家必須依賴地震波來研究它的狀態。當地震發生時，部分地震波會直接穿透內核，而另一部分則會沿著其表面發生偏折。這些地震波的傳播路徑最終會被全球各地的地震臺記錄下來。通過比較不同時間、相同地點的地震波形，科學家可以推測地球中心可能發生的變化。

2024年，研究人員利用這一方法發現，地球內核的自轉自2010年以來一直在放緩（詳見）。然而，僅靠自轉減緩無法解釋所有的觀測數據，這促使研究團隊探索其他可能影響內核變化的因素。

在最新研究中，研究人員分析了1991年至2023年間，發生在南桑威奇群島附近的121次重復地震的地震波形數據。南桑威奇群島位于南大洋的地震活躍區，這些地震波穿透地球內部，最終抵達美國阿拉斯加州艾爾森空軍基地和加拿大西北地區黃刀地震臺的探測器。

研究團隊發現，在2004年至2008年間，部分抵達黃刀地震臺的地震信號出現了異常，這些信號的變化無法僅用內核自轉來解釋。特別是，這些波主要穿越內核的外層，而非像抵達艾爾森空軍基地的地震波那樣深入內核深處。

基于這些數據，研究團隊得出結論：地球內核并非一個完美的球體，而是一個具有動態變化的實體。研究人員推測，內核的某些區域在數年內可能會上升或下沉數千米，進而改變地震波的傳播路徑，并導致觀測數據的異常。

變化的可能成因

至于是什么驅動了這些地核形變，目前仍存在多種可能的解釋。研究人員提出了幾種可能性：

1.熔化與凝固循環：在內核-外核邊界，鐵的熔化和凝固可能在不斷進行，形成新的結構并改變內核形態。

2.鐵元素的噴涌現象：部分鐵可能從內核內部“冒出”至表面，類似于“打嗝”現象，形成短期的變化。

3.引力與流動外核的作用：在引力和流動的外核的推動下，內核表面可能逐漸變得不規則，甚至形成類似地殼上的“山脈”和“山體滑坡”，這意味著在內核-外核邊界可能存在類似火山噴發或地質滑坡的現象。

無論具體機制如何，這項研究都表明，地球內核并非靜態，而是一個充滿活力的、持續變化的結構。

更多的疑問

探測到如此微妙且短暫的內核變化，對地震學界而言是一次重大突破。這項研究可能為我們提供了迄今為止最全面的數據集，以幫助科學家理解地球深處的動態過程。

這些發現不僅加深了我們對地核演化的認識，也可能與地球磁場的生成機制密切相關。我們已經知道，隨著時間推移，內核緩慢增長，源自外核的鐵逐漸在內核表面結晶。這個過程推動外核流動，而外核的運動則維持著地球磁場。此外，內核旋轉的微小變化還可能影響地球自轉速率，進而影響一天的時長。

因此，盡管這項研究解決了關于地核變化的一些長期爭議，它同時也引發了新的問題：內核形態的變化是否會影響地球磁場的穩定性？它是否會改變地球自轉速度，從而影響我們所認知的24小時晝夜周期？

隨著未來更精確的地震觀測技術不斷進步，科學家或許能揭示更多關于地球內核的奧秘，并進一步理解它如何塑造我們賴以生存的地球環境的。

#參考來源：

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

#圖片來源：

封面圖&首圖：Graphic/Edward Sotelo via usc.edu