浩瀚的星空令人著迷，我們腳下的大地同樣也存在著太多的神秘，正因為如此，科學家一直在致力於探索地球內部的秘密。根據我國北京大學地球與空間科學學院楊翼博士與宋曉東教授近日在《自然·地球科學》發表的研究成果，科學家發現了一個引人注目的現象：地球的內核正在反向旋轉。
我們通常會將地球想像成一塊巨大的岩石，並據此認為地球內部不同層次的物質都是同步旋轉的，但實際情況卻並非如此。
按照從外到內的順序，地球從整體上可分為地殼、地幔和地核，而地核又分為外核和內核，外核中的物質在高溫高壓的環境中表現為液態，而內核中的物質則在更加極端的高壓下表現為固態，也就是說，地球的內核與地幔之間其實是被大量的液態物質分隔起來了，所以地球的內核也被科學家形容為「星球中的星球」。
對此，有人給出了一種形象的比喻：如果將地幔比作一個容器，那外核就是這個容器中的水，而內核就是懸浮在水中的物體。可以看到，在這種情況下，地球內核的自轉就可能會與地球整體上的自轉出現一定程度的差異，這也被稱為「差速旋轉」。
需要知道的是，其實早在1996年，科學家就確認了地球內核的「差速旋轉」，怎麼做到的呢？答案就是利用地震波。
地球上發生地震的時候，其產生的地震波就會在地球內部迅速傳播，通過對地震波傳播的速度、路徑、振動模式等方面進行觀測，再結合相關理論對其進行分析，科學家可以推測出地球內部的結構和性質。
當地震波經過地球內部由不同密度或不同物質構成的層次時，會發生折射和反射，並產生不同的波形以及延遲時間，科學家據此就可以確定相關區域的物質組成以及物質密度，通過對特定區域進行持續觀測，就可以知道該區域中物質的運動模式。
顯而易見的是，我們觀測的時間越長、收集到的地震波數據越多，對地球內部的了解也就越深入。實際上，此次研究正是利用了地震波，在對過去幾十年里與地球內核相關的地震波仔細分析之後，科學家發現了地球的內核正在反向旋轉。
那對人類來講，這意味著什麼？這算不算是地球內部出現了異動呢？人類相對於地球可以說是非常渺小，地球的任何變化都可能會對人類造成巨大的影響，在知道了地球的內核正在反向旋轉之後，相信大家或多或少地都會對此表示擔心，想像力豐富的人可能已經聯想到了大規模的火山、地震、海嘯等等可怕的場景。
然而這種擔心卻是多餘的。因為此次研究表明，在1974年左右，地球內核的「差速旋轉」就已經出現過一次反轉了，而在2009年左右，地球內核的「差速旋轉」就幾乎完全停止，在此之後不久，地球內核又再次發生了反轉。
科學家據此認為，這種反轉大約每35年出現一次，也就是說，平均每35年，地球內核的「差速旋轉」就會出現一次反轉，其完整的震盪周期大約為70年，按此計算的話，下一次反轉將會出現在2044年左右。
這也就意味著，這其實是地球內部的一種有規律的自然現象，所以我們根本就不必為此感到擔心。事實上，從1974年一直到現在，地球表面並不存在全球範圍內的大規模異動，這就可以說明地球內核的反向旋轉並不會對地球表面產生重大影響。
那麼，為什麼地球的內核會反向旋轉呢？很遺憾，這個問題目前並沒有確定的答案，科學家推測，這可能是因為地球磁場與地球內核的耦合、以及地球地幔與地球內核的重力耦合，使地球內核受到某種額外的力矩作用，但其具體的運行機制，還需要進一步地研究。
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參考資料：
Yi Yang & Xiaodong Song, Multidecadal variation of the Earth’s inner-core rotation, Nature Geoscience volume 16, pages 182–187 (2023)