beat365地球與空間學院宋曉東教授團隊在研究地球内核的變化中取得新的突破。來自内核的快速變化信号早期已經被人們所發現和證實，然而此信号的來源多年來存在很大争議。最新發現解決了信号源的問題，為最終精确确立内核的運動提供了新的強有力的依據。宋曉東教授原為美國伊利諾伊大學香槟分校終身教授，現為beat365講席教授。此工作是伊利諾伊大學香槟分校楊翼博士和宋教授共同完成。

地球内核位于地球最中心，是随着地球逐漸冷卻從液态的外核析出形成的鐵鎳合金的球體。它有着與月球相近的大小和與太陽表面相近的溫度。地震學研究證實，沿着同一個路徑穿透地球内核的地震波随着年份的不同會顯示出不同的傳播時間和波形。這一随時間變化的現象被很多人解釋為内核相對于整個地球的超速旋轉所導緻的。然而，也有人認為此現象來自内核表面，是由内核邊界的局部增長或者消融所導緻；内核超速旋轉并不存在。地球内核的變化和外核的對流是地磁場産生的重要環節，不同的内核的時變機制對理解和研究地磁場産生的機制和過程有着重要的啟示。因而區分不同的變化機制，對研究地核動力學和地磁場，有着重要的意義。

利用同一地點不同時間發生的重複地震探測内核變化的示意圖。地震（南美外海）産生的波通過内核反射（紫色射線）或者透射（綠色射線）返回地表（中亞）。研究表明地震波變化主要來自穿過内核的透射波波，内核差速旋轉(白色箭頭)為最簡單和合理的解釋。（制圖受Michael Vincent幫助)。

通過觀測大量高質量的重複地震激發的沿着固定路徑的地震波，楊翼博士和宋曉東教授發現内核的時變信号基本都是來自于透射波而非反射波（見示意圖）。之前的研究觀測到的個别的内核反射波的時變信号被最新研究證實為由台站的計時系統的鐘差所導緻。他們的研究的一個關鍵點是利用了跟内核無關的地震波作為參考，其相對的觀測完全消除了鐘差造成的幹擾，并證實了之前觀測到的反射波的時變信号其實也是來自于内核透射波。一個最簡單和合理的解釋是内核的差速旋轉，由外核産生的磁場與可導電的内核之間的電磁力的作用很自然地産生。結合不同的地震學觀測及其不确定性，他們提出最可能的是内核相對與地球表面的超速旋轉而且速率約為每年0.05-0.1度。

此項研究成果發表在Earth and Planetary Science Letter上。楊翼博士為第一作者,宋曉東教授為通訊作者。數據來自美國地震聯合會和加拿大國家地震台網中心。該成果獲得美國國家科學基金、中國國家自然科學基金會-中國地震局地震科學聯合基金重點項目(U1939204)資助。

文章詳情請見：

Yang, Y., Song, X. Origin of temporal changes of inner-core seismic waves. Earth and Planet. Sci. Lett. (2020).https://doi.org/10.1016/j.epsl.2020.116267