近二十年來，地球核心形狀似有改變

儘管我們對地球進行了大量的探索和建模，但地球核心仍籠罩著許多未解之謎。這其實也不奇怪，畢竟我們要研究腳下超過5100公里（3170英里）深的區域難度極大，迄今為止，人類鑽探地球的最深記錄僅僅是12263米（40230英尺）。不過，我們可以透過研究穿過地球的地震波以及地球磁場線來瞭解地球核心，而地球磁場線正是核心環境的產物。

科學家們在這方面已經頗有建樹，並在此過程中發現了一些令人驚訝的現象。例如，在2022年，有一個研究團隊利用了20世紀60年代和70年代核試驗收集到的資料。他們發現，核心相對於地表逆轉了方向，每年至少以十分之一度的速度「反向旋轉」（即轉速比地表慢）。核心似乎並非相對固定，而是在振盪。

「核心並非固定不動，它在我們腳下移動，而且似乎每六年會來回移動大約幾公里，」該研究作者、南加州大學地球科學教授約翰·E·維達爾（John E. Vidale）在當時的一份新聞稿中表示，「我們試圖解答的問題之一是，從長遠來看，核心是逐漸移動，還是與其他部分大致保持相對固定？我們試圖瞭解核心是如何形成的，以及它隨時間如何移動，這是更好理解這一過程的重要一步。」

隨後的研究進一步證實，自2010年左右以來，與地球其他部分相比，核心的旋轉速度一直在減慢。在這項新研究中，維達爾及其團隊試圖研究地球核心以不同速度旋轉時地震波的變化。

「近期的研究證實，在過去幾十年裡，核心的旋轉速度先快於地球其他部分，然後又慢於地球其他部分；這項研究分析了1991年至2023年期間，北美北部埃爾森（ILAR）和耶洛奈夫（YKA）陣列記錄的南桑威奇群島121對重複地震產生的穿過核心的（PKIKP）地震波，」該團隊在研究中解釋道，「在這裡，我們擴充了這組重複地震資料，並比較了核心回到相同位置時的地震對，結果顯示，在2004年至2008年期間，耶洛奈夫（YKA）觀測站有非旋轉變化，而埃爾森（ILAR）觀測站則沒有。」

透過研究核心回到相同位置前後的168對重複地震，他們得以分析地震波的變化是由旋轉速度引起的，還是由其他因素導致的。據該團隊稱，地震波的部分變化是由於核心形狀的改變。

「這裡觀察到的波形變化以及其他研究中提到的變化，可能是由區域性變形或物質變化引起的，」該團隊總結道，「對耶洛奈夫（YKA）觀測站觀察到的PKIKP波變化最有可能的解釋是，由外核牽引力和核 - 幔邊界地形耦合驅動的核心邊界和淺層核心的黏性變形。」

該團隊並未排除其他更「奇特」的變化，例如熔體的排出，因此還需要進一步的研究。

「我們只是認為，除了整個核心差速旋轉這一主要訊號外，還存在其他變化，」該團隊表示，「因此，我們解決了一個長期存在的爭論——旋轉變化和非旋轉變化都存在，後者值得仔細研究，以瞭解核心內部究竟發生了什麼。」

這項研究已發表在《自然地球科學》（Nature Geoscience）期刊上。