地球中心藏着另一颗“行星”？内核深处存在神秘结构(图)
（图片来源：Vadimsadovski/stock.adobe.com）
在人类已经绘制出海洋深处地图，并将探测器送往遥远行星的今天，仍有一个地方依然难以抵达。那里就在每个人的脚底下，却深埋在地底数千公里之下，这就是地球的核心。
长久以来，人们知道地球中心存在一颗由金属构成的巨大球体，但它究竟是什么模样，又经历了怎样的演变过程，始终是地球科学中最难解开的谜题之一。一项由美国犹他大学研究团队主导的研究，透过分析全球地震资料，揭开了这个隐藏世界的一角，也让科学家发现地球内核或许远比过去想像得更加复杂。
埋藏在地球深处的金属世界
从地表一路向下，穿过地壳与厚达数千公里的地幔后，就会抵达地球的核心区域。核心主要由铁与少量镍构成，外层是炽热流动的液态金属海洋，最中央则是一颗固态金属球体，也就是所谓的内核。这颗金属球直径约2442公里，虽然只占地球体积不到百分之一，却对整个星球具有关键影响。
有科学家形容它是一颗行星中的“行星”，它被包围在广阔的液态铁海之中，拥有自己的旋转特性，仿佛是隐藏在地球内部的另一个世界。更重要的是，它与外核共同作用，帮助形成包围地球的磁场。正是这层无形的磁场，阻挡来自太阳的大量高能粒子与太阳风，保护地球大气层免于流失，也让地表环境得以维持稳定，成为生命繁衍的家园。如果没有这层保护屏障，今日的地球可能会呈现截然不同的面貌。
来自地球中心的微弱回音
要研究如此深处的区域并不容易，人类至今无法直接钻探到地球核心，因此只能依靠间接方式探索，其中最重要的工具，就是地震波。
每当大型地震发生，能量就会化为震动穿越整个地球。这些波动在不同物质之间反射、折射，最终被世界各地的地震仪接收。透过分析它们的变化，科学家就能推测地下深处的结构，这项研究利用的资料，来自全球规模的监测网络。这套系统原本是为了监控核子试爆而建立，其传感器遍布世界各地，包括偏远地区与南极洲。多年来，它除了肩负核试验监测任务，也意外成为研究地球内部的重要工具。
研究团队分析了2455次规模5.7以上地震所产生的讯号，试图从极其微弱的反射波中寻找线索。这些来自地球核心的回音十分微弱，研究人员形容，寻找它们就像在浩瀚海洋中寻找一根细针。
一幅由不同材质编织而成的挂毯
过去许多模型认为，内核应该大致均匀，由相似成分构成，研究结果却描绘出另一幅景象。科学家发现，地球内核不像一块完整均匀的金属球，更像是一幅由不同材质交织而成的巨大挂毯。在这颗深藏地底的金属球内部，存在广泛且复杂的不均匀结构，这种差异越接近地心就越明显。
地球最深处可能不是一个单纯的固体世界，而是保留着漫长历史留下的层层痕迹。这也是研究团队首次确认，这种不均匀现象并非局部存在，而是普遍分布于内核深处。
地球诞生时留下的古老印记
科学家认为，这些结构可能与地球形成初期有关。数亿年之前，年轻的地球是一个极度炽热的世界，无数小行星与原始天体彼此碰撞，释放出巨大能量，使整颗行星几乎完全熔融。由于铁的密度远高于岩石，金属逐渐向中心下沉，形成核心，而较轻的岩石留在外围。
随着时间流逝，地球开始慢慢冷却。研究团队推测，内核形成初期增长速度相当快速，之后逐渐趋于稳定，成长速度也慢了下来。在这漫长过程中，不同时期凝固的金属可能形成不同结构，最终留下今日观测到的不均匀分布。
研究人员认为，在固态内核之中，可能仍有部分液态铁被封存在内部。这些残留的液态区域，或许正是远古地球仍未完全冷却的证据。
接近太阳表面的高温世界
尽管深埋于地底数千公里之下，地球内核依然维持惊人的高温。科学家估计温度接近摄氏5500度左右，与太阳表面温度相当。在如此极端的环境中，巨大的压力使铁维持固态，形成地球最深处的金属核心。
1936年，丹麦地震学家英格·雷曼首次透过地震波证明内核是固体。在此之前，许多人认为整个核心都是液态。近一个世纪后，人类对内核的认识虽然增加了许多，但它依然是地球最神秘的区域之一。
报导来源：《自然》、《SciTechDaily》。