近日，中國科學技術大學地震與地球內部物理實驗室溫聯星教授研究組，利用地震觀測資料首次發現地球內核邊界在局部區域存在糊狀層。國際權威雜志《自然·通訊》（Nature Communications）于2017年8月1日在線發表了該研究成果。該研究組博士生田冬冬為文章第一作者。
地球固態內核隨著地球的冷卻從液態外核逐漸凝固而成。地球內核在增長過程中不斷釋放潛熱并拋出輕物質，為液態外核的熱化學對流和“地磁發電機”提供了驅動力，從而形成了地球磁場。因此，了解地球內核的凝固狀態是理解地球磁場起源的物理機制的關鍵。自上世紀八十年代起， 科學家就預言地球內核邊界附近可能包含三個區域：以純液態形式存在的上部區域（即地球外核），以純固態形式存在的下部區域（即地球內核）和以固液態共存形式存在的中間區域（即糊狀層）。然而，雖然地球內核邊界處糊狀層的存在對理解地球內核的凝固過程具有關鍵性的揭示意義，科學界一直沒有發現任何觀測證據。
中國科大研究通過分析日本高感度地震臺網Hi-net記錄到的從地球內核邊界反射的地震波的走時和波形，發現在鄂霍次克海西南部下方的地球內核邊界存在一個厚度約為4–8公里的糊狀層，而與該區域臨近的其它地球內核邊界則呈現出尖銳的界面，并無糊狀層存在。該研究結果不僅為內核邊界糊狀層的存在提供了直接的科學證據，同時還表明糊狀層僅存在于地球內核局部區域。
此研究結果對了解地球磁場的起源和地球外核成分都具有重要的揭示意義。在了解地磁場起因方面，研究結果揭示地磁場驅動力（即地球內核邊界凝固過程釋放的能量）隨區域而變化，地球內核凝固在大部分無糊狀層地區釋放潛熱，而在局部糊狀層區則釋放熱和化學能。而在對地球外核成分的認識方面，研究結果表明地球外核成分接近鐵和輕元素的共晶組成物的成分，因而在大部分地區形成了無糊狀層的尖銳內核界面；而在局部地區，地球外核偏離鐵和輕元素的共晶組成物的成分，形成了局部糊狀層。
中國科大的研究結果還進一步表明，全球探索地球內核表面糊狀層將推動科學界全面認識地球磁場的驅動力和地球外核成分的區域變化。
來源：中國科學技術大學
備注：圖片來源網絡
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