作者：段跃初
在浩瀚宇宙中，地球是我们赖以生存的家园，它的每一处奥秘都深深吸引着人类的好奇心。而地球内核，这个隐藏在地球深处的神秘区域，一直以来都是科学家们重点研究的对象。最近，一项关于地球内核的突破性研究成果引发了广泛关注，它为我们揭示了地球内核那些不为人知的秘密。
这项研究成果发表于2025的《自然·地球科学》（Nature Geoscience）期刊上。长期以来，我们知道地球的固态内核在维持地球磁场方面发挥着关键作用，而且内核成长是液态外核内部对流的主要驱动力。过往研究曾提出，地球内核随时间的推移发生过转动或是形状变化，但两者并非同步进行。而此次新研究则明确指出，在过去20年里，地球内核的形状极有可能发生了变化。
科学家们是如何发现这一惊人现象的呢？他们精心分析了2010年前后的168组重复地震产生的地震波。这些地震波中，有一些是在内核回到相同位置后产生的，这就意味着每组地震波的任何差异不可能是由转动速度导致的。通过细致的观察和分析，科学家们发现，虽然每组地震产生的穿过内核的地震波性质一致，但是仅擦过内核的地震波性质却截然不同。基于此，科学家们认为，内核形状随时间发生改变是对这一现象的最佳解释。
这一研究成果意义非凡，其价值和作用不可小觑。从地球磁场的角度来看，地球磁场就像地球的“保护伞”，它能够抵御来自太阳风等宇宙射线的侵袭，保护地球上的生命免受伤害。而地球内核在维持地球磁场中起着至关重要的作用，内核形状的变化很可能会对地球磁场的稳定性产生深远影响。如果内核形状的改变导致地球磁场发生变化，那么地球上的生物可能会面临一系列的问题，比如鸟类的迁徙可能会受到干扰，因为它们通常依靠地球磁场来辨别方向；一些依赖磁场进行导航的海洋生物也可能迷失方向。
在地球内部动力学方面，内核形状的变化反映了地球内部物质的运动和相互作用。地球内部是一个充满活力的世界，液态外核的对流、内核与外核之间的物质交换等，这些过程都与地球的演化息息相关。了解内核形状的变化，有助于我们更深入地理解地球内部的动力学机制，进而更好地预测地球的未来演化趋势。例如，我们可以通过研究内核形状变化与地震、火山活动之间的关系，提高对自然灾害的预测能力，为人类的生存和发展提供更有力的保障。
至于驱动内核形状变化的原因，科学家们提出了几种有趣的假设。一种观点认为，内核和外核的边界可能存在类似地表的“火山”和“山体滑坡”现象。在这个交界处，物质可能会不断地融化并冻结成新的结构，就像地球表面的火山喷发和山体滑坡会改变地形一样，这种物质的动态变化可能会导致内核形状的改变。另一种假设是，内核的铁可能会涌至内核表面，从而改变内核的质量分布和形状。还有一种看法是，下地幔底部密度异常的牵引力以及外核对流产生的拖曳力，这些强大的力量也可能对内核形状产生影响。不过，科学家们也坦言，目前这些都只是假设，仍需要开展进一步的研究才能提供一个更确切的解释。
地球内核形状变化这一研究成果为我们打开了一扇全新的窗口，让我们得以一窥地球内部深处的奥秘。它不仅丰富了我们对地球的认知，更为未来的地球科学研究指明了新的方向。相信在科学家们的不懈努力下，我们终将揭开地球内核更多的秘密，更好地认识我们生活的这颗蓝色星球。
参考文献：
Vidale, J.E., Wang, W., Wang, R. et al. Annual-scale variability in both the rotation rate and near surface of Earth’s inner core. Nat. Geosci. (2025).