地震波揭示地球外核的变化

2022年6月24日，美国弗吉尼亚理工大学发布最新研究进展称该校研究人员在《通信地球与环境》（Communications Earth & Environment）发表题为《地震波速度的瞬变变化表明地球外核流体的快速运动》（Transient variation in seismic wave speed points to fast fluid movement in the Earth's outer core）的文章。该文指出，虽然南太平洋克马德克群岛地区分别于1997年和2018年发生2次地震，但是在2018年地震期间一组被称为SKS波的传播速度比1997年的同类波快了大约一秒钟，正是因为这一秒的差异，使得科学家们对地球外核有了更深入的了解。

地球固态内核是借助液态金属外核的结晶而生长，在这个过程中会释放潜热和轻元素，通过提供热量和化学浮力来驱动地球动力发电。因此，研究人员通过测量靠近震源的成对大地震产生的穿过地核SKS波的传播时间来研究地球液态外核的变化。虽然大多数情况下进行测量时不需要考虑地球外核的变化，但研究人员发现在2018年发生第二次地震时（第一次地震发生约20年后），通过低纬度太平洋外核上半部分传播的SKS波在第二次地震发生时快了约1秒。这一观测结果可以用2%～3%的地球密度亏损来解释，可能与外核局部瞬变流中高浓度的轻元素有关，流速大约为40 km/年。

研究人员表示，下一步将使用一种被称为干涉测量法的地震波测量方法，分析来自2个地震台的连续地震记录，使用该方法监测一段时间之后，就能看到2个观测站之间穿透岩心的地震波是如何变化的，继而能更好地认识和理解地球外核流体随时间的推移而移动的过程。

转载本文请注明来源及作者：《地球科学动态监测快报》2022年第14期，王晓晨 编译。