地球内部的引力战改变了我们生命的长度

地球一天 24 小时长度的微小变化可以用地球金属核心运动引起的力量之间的斗争来解释。关于今天的发现 自然¹这表明地球物理学家可能正在努力了解地球深处的神秘结构。

地球自转的速度随着时间的推移而发生微妙的变化，导致我们一天的长度在几十年内仅发生几毫秒的变化。地球物理学家通过观察地球相对于遥远太空物体的位置来测量这些变化。

加拿大埃德蒙顿阿尔伯塔大学的地球物理学家马修·丹伯里说，研究人员怀疑这些差异与地核和岩石地幔之间的相互作用有关，但尚不清楚涉及哪些力量。科学家们知道它“对这十年的变化负有责任。但它是如何做到的呢？”他说。 “这就是模糊的部分。”

原创时刻

地球的核心是一个火星大小的球体，主要由位于地球中心的铁组成。内核是固体，可以在熔融的流体外核内独立旋转。研究人员提出了多种方法，使地核的这些部分可以与它们周围的岩石地幔结合起来，以减缓或加速行星的整体自转。

地球内核停止了奇怪的旋转吗？

其中之一是通过产生机械扭矩，这是一种旋转力：熔融核心的流动可以抵抗其与地幔界面处的冲击和剪切力，就像一条河流在岩石周围流动一样。另一种可能性是，外核流产生的磁场吸引了地幔的富铁部分，产生电磁扭矩。第三种力可以将内核的致密区域从重力拉到地幔的异常致密区域。

邓伯里和他同样在阿尔伯塔大学的同事张惠峰开发了一个模型，展示这些力的不同组合如何改变地球一天的长度。该模型的主要部分基于 2023 年发表的研究² 自 20 世纪 60 年代以来，他利用地震产生的地震波来测量内核相对于整个行星的旋转速度。研究发现，内核的旋转速度略快于地球其他部分，直到 2010 年左右，它开始旋转得更慢。

重力总是获胜

研究人员发现，他们的模型与重力为主导力时地球上昼长变化的记录相符。但它必须通过电磁和机械扭矩来平衡，在一种地球物理战斗中，向相反方向推动。 “在我们得到结果之前，我们并不知道他们正在相互竞争，”张说。

这种推拉之战似乎也影响了内核的旋转速度。邓伯里解释说，根据该模型，内核“想要”与地幔相适应，因为其较致密的区域被地幔较致密的区域所吸引。但随着时间的推移，它会被外核向西的气流拉出平面，然后在重力的作用下慢慢向东移动。