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1.
地球内核是地球最中心的圈层,它的一个很重要的特性是在几年至十年的尺度上存在着明显的时变性.利用重复地震经过内核的波随时间的变化给内核的时变性提供了最有力的且毫无争议的证据.然而时变信号的来源仍有待商榷.一般解释认为与内核的差速旋转有关;另一个解释为内核边界的快速变化.最新的研究表明,内核的时变信号主要来源于内核的内部而非边界.这一新发现排除了内核边界作为时变唯一信号来源的可能性.最简单而合理的解释依然是内核的差速旋转:内核以每年0.05°~0.1°的速率相对于地幔超速旋转,并有变速旋转的可能性,使得内核浅部不均一的横向结构发生位移,重复地震的体波沿着固定路径传播时会采样到不同的内核结构而产生时变信号.这一模型可以解释此前研究观测到的所有时变信号.内核时变现象和其成因的探究对于我们认识地球深部的运行方式,尤其是磁场的运行机制,有着重要的启发意义. 相似文献
2.
地球内核的地震学研究进展 总被引：4，自引：4，他引：0
介绍和讨论了用地震学观测资料和方法研究内核所取得的各种不同的最新结果.内核差异旋转的研究结果争论很大,Souriau和宋晓东给出的差异转速值分别为(0±0.2)°/a和(0.15-1.1)°/a.内核上部数百公里厚度的层区内,西半球比东半球各向异性强,即存在明显的半球尺度上的差异.资料和研究表明,在内核浅部似乎是各向同性的,而其余部分是各向异性的,由此需要提出一个过渡带模型来解释内核各向异性的径向和横向变化.通过大量资料分析还发现,在半径约300km的中心区域,其各向异性比浅部更强.这成为"最内核"存在的证据,并从而展示了一个全新的内核结构:上内核、过渡带、下内核、最内核.介质品质因子的研究指出内核高波速区却是波动能量高衰减区,与在地幔中两者的相关规律性很不相同.内核的横波研究虽然更为困难,但也有少数学者做了努力. 相似文献
3.
《世界地震译丛》2015,(Z1)
地球固态内核有很强的地震波各向异性(Moreli et al,1986;Woodhouse et al,1986;Creager,1992;Tromp,1993;Song,1997),这通常认为是由于铁晶体的优势定向排列造成的(Brown and Mcqueen,1986)。而各向异性结构在横向和深度方向上的变化(Shearer,1994;Song and Helmberger,1995;Tanaka and Hamaguchi,1997;Niu and Wen,2001;Sun and Song,2008)为研究内核的超速旋转提供了依据(Song and Richards,1996),并为研究内核的形成和动力过程(Deguen and Cardin,2009;Alboussiere et al,2010)提供了重要的线索和约束。过去的所有研究均认为内核的各向异性可以近似为轴对称模型,而其快轴方向平行于地球自转轴。现已有人认为地球内核最中心部分的各向异性可能有显著不同(Ishii and Dziewonski,2002),但是目前对其特征甚至是存在性的认识仍然有很大的不确定性(Beghein and Trampert,2003;Cormier and Stroujkova,2005;Sun and Song,2008;Lythgeo et al,2014)。本文通过分析1992年到2012年全球宽频带地震台阵的大地震尾波自相关,发现两个穿过内核的震相在低纬度台阵的相对走时有非常大的差异,甚至可以达到10秒。进一步,我们发现地核内部的各向异性快轴是两端分别穿过西半球的中美洲与东半球的东南亚的靠近赤道面方向的一条轴线,这与外内核南北向的快轴方向显著不同。这种各向异性的方向和形态的显著差异可能意味着固态内核在形成和演化过程中发生过重大变化。 相似文献
4.
地球的磁场是由液态铁核形成的地磁发电机所产生的,这种液态铁核在上覆层地幔岩石的冷却下导致对流.地核由最里面向外冷却,生成固态的内核和释放轻元素.这些驱动着组分上的对流[1-3].地幔从地核以一定的速率吸收了热量,且吸热速率在空间上存在着很大的横向变化和差异[4].本文利用地磁发电机模拟显示这种横向差异会传递至内核边界,从而足以导致热量流入内核.如果地球内部确实是这样,将导致局部的熔融作用.熔融释放密度较重的液体形成变化的组分层,这一点可由内核上边界向上150 km处的地震波速度异常来解释[5-7]. 相似文献
5.
衰减结构是地球内核的重要性质,它可以与地球内核的速度结构结合,对内核的形成和演化机制提供更全面的信息.本文系统收集了1991年到2014年全球、区域和临时地震台网的PKPDF和PKPBC数据,研究了澳大利亚、非洲和太平洋中部下方内核顶部300km的速度和衰减各向异性结构.速度结果表明,澳大利亚下方内核的速度没有明显的各向异性,但是非洲和太平洋中部下方的内核具有明显的各向异性,且非洲的速度各向异性强于太平洋中部.同时,相对于AK135模型,澳大利亚的平均速度快0.5%,而非洲和太平洋中部的平均速度与参考模型没有明显差异.对于内核的衰减结构,我们得到以下结果:1)在东西方向,内核顶部200km左右的区域,澳大利亚的衰减最强(Q值在400左右),非洲和太平洋中部的Q值分别在600和500左右.2)澳大利亚下方的内核衰减没有明显的各向异性,非洲和太平洋中部下方的内核衰减存在明显的各向异性.此外,内核在非洲地区的衰减各向异性强于太平洋中部的各向异性.3)最后,内核中三个区域的速度和衰减具有良好的相关性,即高/低速对应于高/低衰减.考虑到以上结果以及三个区域的位置,我们认为内核顶部的速度和衰减结构都存在区域变化,而不是简单的半球变化.这种区域变化很可能是由于核幔边界热结构的不均一性和内核耦合,使得内核顶部的不同区域在形成过程中受不同的变形影响,从而形成铁晶体不同的生长和排列,引发了不同的各向异性特征. 相似文献
6.
地球固体内核(SIC)和地球其余部分之间的引力和压力的耦合作用引起了一个力矩,从而对地球的章动运动产生影响.由于SIC的转动惯量和整体地球转动惯量相比是非常小的,因此可以认为SIC的动力学效应只是导致一个新的章动本征模,其频率与自由核章动(FCN)相差不太远,且对地球章动产生了一个微弱的共振影响.本文在文献[1]理论的基础上,对内核地球自转动力学理论进行了更加深入和详细的研究,顾及到高阶引潮力位的影响,介绍了研究内核地球自转的基本假设和定义,引潮力位的复数球函数表示,复数矢量球函数的基本理论等. 相似文献
7.
5月12日,Nature Geoscience发表了题为"Strength of iron at core pressures and evidence for a weak Earth's inner core"的文章,指出地球内核中的铁的硬度仅为之前认为的40％.
以往的研究表明地震波到达内核的各个方向的时间并非一致,也就是说内核本身并不均匀.随着时间推移和承受着巨大压力,内核已经是由熔融的铁原子组成,并成纵向平行排列.内核铁原子变形排列的强度和速度可以影响早期地球的演化和地磁场的发展.但研究人员表示,内核的这种变化在一定程度上影响地磁场,但是至于其如何影响及影响的程度,目前还不得而知.研究人员利用钻石铁砧单元的独特实验装置挤压铁,使铁所受压力达300万个大气压,从而再造了地球内核的条件.实验得出,地球内核中的铁的硬度仅为之前认为的40％.在这种极端压力下铁的塑性是如此弱让人非常吃惊,研究人员表示这种强度的测量可以帮助理解在长时间尺度下地核的变形,从而影响我们对于地球和行星演化的传统思考方式.因此该发现对地球以及地核的演化理论具有重大意义. 相似文献
8.
星球中的星球：地球内核的自转 总被引：1，自引：0，他引：1
近期发现地球内核地震波速度的各向异性对称轴有１０°的倾斜，由此确定了内核相对于地幔的方位随时间的变化。以国际地震中心（ＩＳＣ）１９６４￣１９９２年２９年的资料为基础，两种分析射线穿过内核时走时变化的方法都揭示：内核的旋转每年比地幔快３°，１９６９￣１９７３年内核方位的异常变化在时间上与地磁场的突变一致。 相似文献
9.
现代地震学展现出了一个复杂的地球内核内部和表面结构.地球内核内部结构的主要特征表现为其地震波速度和衰减呈现各向异性,且各种结构（速度、衰减和各向异性）均呈现东西半球差异,而内核表面的新发现则包括其局部区域存在起伏的地形和固液并存的糊状层.地球内核压缩波速度和衰减均呈现以地球旋转轴为轴的柱对称各向异性,沿地球旋转轴方向传播的压缩波比沿赤道方向传播的压缩波传播更快且衰减更强烈.同时,内核各向异性结构随深度而变化：内核顶部约100~400 km接近各向同性,而在内核最深处300~600 km内则可能存在一个具有不同各向异性特征的内内核.地球内核的东西半球差异表现在多方面：在内核顶部~100 km厚度内,东半球的各向同性速度比西半球快约0.8%,东半球具有较强的衰减（Q=250）,而西半球则具有较弱的衰减（Q=600）;西半球的顶部各向同性层厚度约为100 km,而东半球顶部各向同性层厚度则约为400 km;在各向同性层底下,西半球具有较强的各向异性（~4%）,而东半球则具有较弱的各向异性（~0.7%）.地球内核边界在菲律宾海、黄海、西太平洋以及中美洲下方存在1~14 km高的地形起伏,在鄂霍次克海西南部下方存在4~8 km厚的糊状层.地球内核的这些新发现引发了对许多可能的新物理机制的探讨,也促使我们重新评估我们对外核成分、外核热化学对流、内核凝固过程和地球磁场驱动力的认识.这些结果表明内核凝固过程和地球磁场的热和化学驱动力远比传统观念认为的横向均匀分布复杂得多.内核西半球可能不断凝固并释放潜热和轻元素,而东半球则可能不断熔化并吸收潜热和轻元素,外核对流的驱动力在东西半球可能截然不同,甚至呈现相反方向.这些凝固与熔化交替过程也发生在局部地形起伏区域.在糊状层区域,地球内核凝固释放潜热和化学能,而在大部分无糊状地区,内核凝固只释放潜热. 相似文献
10.
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南海西南海盆残余洋脊岩浆活动机制的热模拟研究 总被引：2，自引：0，他引：2
岩石地球化学资料表明,海底扩张停止后,南海深海盆仍然有残余岩浆活动.从地热学角度,依据浮力减压熔融机制,对南海西南海盆残留扩张中心不同黏性结构条件下的岩浆生成量、熔融持续时间和热演化过程等进行了模拟计算,并将计算结果与实测热流值、地震资料和岩石地球化学资料进行了对比分析.研究表明:南海深海盆海底扩张停止后,浮力减压熔融引起的亏损岩浆浮力对岩浆的生成有重要的控制作用,而残留岩浆浮力、热浮力和黏性剪切力对岩浆的生成影响很小.根据3种不同黏度条件下的熔融持续时间,可大致确定残余扩张中心下的岩浆活动期分别为5,12和15 Ma.在浮力减压熔融作用下,海盆之下会出现局部高温区,这可以解释地震探测到的西南海盆岩石圈中、上部存在的低速层现象.模拟得到的残余中脊不同黏性、温度和熔融比例等热物理条件下可能的岩性分布,为准确理解南海深海盆岩石地球化学资料提供了有力依据. 相似文献
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本文利用球对称、非自转、弹性和各向同性地球模型(SNREI)理论模拟计算了地球内核平动振荡的地震激发.以2004年12月26日苏门答腊大地震为例,讨论震源机制解(标量地震矩、走向、倾角、滑动角和深度)对内核平动振荡振幅激发的影响;基于全球21个Mw8.0级以上的大地震,分别计算10个数据资料较好的超导重力台站理论上可以接收到的内核平动振荡信号的频率域振幅.结果表明标量地震矩对内核平动振荡振幅的影响最大,走向、倾角、滑动角和深度对内核平动振荡振幅也有一定影响,但是影响相对较小;不同区域获得的由大地震引起的内核平动振荡信号的幅度存在显著差异,此结果为频率域多台站加权迭积提供了计算基础.另外,只有武汉台站接收到的2011年日本Tohoku Mw9.1地震激发的内核平动振荡的振幅值达到了地球表面高精度、高灵敏度的超导重力仪检测水平,振幅值为0.0103nm·s-2.结果说明地震激发的内核平动振荡的信号极其微弱,信号几乎淹没在背景噪声中,必须利用多台站迭积法才有可能将信号提取出来. 相似文献
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前临界内核边界反射震相PKiKP与核幔边界反射震相PcP构成组合,能有效压制浅部结构及震源因素的干扰,提供了对内核边界精细结构的直接约束. 本研究从华北克拉通西北部密集流动地震台阵一年观测资料中筛选出8个地震事件,得到共计 73对PcP-PKiKP组合,覆盖了从朝鲜半岛到我国东北及华中地区下方的内核边界. 本文系统分析了走时残差和振幅比数据,结果显示:(1)密集台阵资料有助于前临界PKiKP震相拾取,而浅源地震亦可提供高质量的PcP-PKiKP观测资料.(2)走时残差呈现了自西北向东南从正常到负异常的迅速变化(沿内核边界70 km范围内>0.5 s), 限制了研究区域内核界面不超过3 km的起伏. (3)相对振幅比变化表明了研究区内核边界密度差北西-南东向的系统增加, 揭示了内核结晶环境的小尺度扰动. 相似文献
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地球内核是轴对称各向异性的,其对称轴与地球的极轴之间有１１°左右的夹角,本 文根据地球内核相对于外部地球有差异转动这一观测结果,利用晶体生长理论,对内核地震波 速度各向异性的成因进行了探讨．当从熔融状态结晶时,晶体的生长速度与晶体和熔融态之 间相对运动的线速度成正比涸此当固态内核在液态外核中生长时,沿赤道方向的生长速度比 两极方向快．在万有引力场的作用下内核始终保持近似球形,生长速度较快的赤道附近的物 质会向两极区域流动,形成轴对称的流变场。这一轴对称的流变场伴随着轴对称的应力场,使 得构成地球内核的ｈｃｐ型铁晶体的ｃ轴沿着内核自转轴的方向排列,导致观测到的地球内核地 震波速度各向异性。作为推论,内核相对于外部地球可能同时存在着进动和章动。 相似文献
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《中国科学:地球科学》2021,(5)
地球内核边界密度是理解地球核幔系统及地球发电机模型的重要约束. PKiKP/PcP振幅比通常被用于内核边界密度跳变研究,但常常受限于离散的观测数据.文章首次拾取东北亚地区不同地震在相同内核和核幔边界区域反射的PKiKP和PcP震相,通过分析表明PKiKP/PcP振幅比离散是广泛存在的;同时,对比了PKiKP和PcP振幅,发现PKiKP/PcP振幅比离散不能仅归因于内核边界的异常,其离散更可能来自于两种震相射线路径差异和壳幔结构不均匀异常的影响.通过拟合PKiKP/PcP振幅比观测数据,文章得到东北亚下方的内核边界密度跳变和压缩波速度跳变分别约为0.65g cm~(-3)和0.87km s~(-1),较大的密度跳变和压缩波跳变意味着内核表面可能存在局部的结晶作用. 相似文献
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本文以两种绝缘内核的发电机为基准,设置内核电导率与外核相同,选择了以固定速度超速旋转和在外核驱动下发生旋转的两种内核旋转模式,比较分析不同模型间的能量差异、磁场强度、磁雷诺数、磁极翻转频率和四个类地发电机参数.结果表明:对于弱偶极子发电机模型,有限导电内核的引入会对其偶极子强度的相对变化量造成较大影响,最高达103.00%;由外核驱动旋转的有限导电内核模型对于本文其他目标研究量所带来的影响比较小,均小于5%;而固定旋转速度的有限导电内核的模型对磁极翻转频率、赤道对称性和纬向性均存在较明显影响,最大变化量达124.62%.综合本文所选用的发电机模型的特征和数值分析结果,可以发现虽然由外核驱动旋转的有限导电内核模型其转速不可控且存在较大波动,但各物理量变化量与实际内核与外核的能量比更为接近,因此可以推断其驱动机制较自驱动模式更为合理可靠. 相似文献
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根据中、美两国合作开展的西藏深反射地震结果,提出雅鲁藏布江缝合带（YZS）的"双陆内俯冲"构造模式和缝合带南、北分别存在着不同特征的、规模不一的部分熔融层；提出YZS处断裂向深部延深有限,认为YZS处地壳增厚有4种机制：①地壳规模的大的俯冲增厚；②上部地壳内的俯冲和背冲增厚；③下地壳内的底部垫托增厚和挤压增厚；④深部熔融体的向上挤入而引起的地壳增厚.提出可能存在两条大的伸展性断裂,造成江孜南、北地块间出现了大升降. 相似文献
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苏门达腊大地震激发的地球自由振荡及其谱线分裂的检测与讨论 总被引：3，自引：0，他引：3
2004年12月26日的苏门达腊大地震不仅产生了印度洋大海啸, 还激发了地球自由振荡. 武汉台C0-32超导重力仪记录到这次大地震激发的地球自由振荡信号. 通过对C0-32超导重力仪观测资料的预处理和谱分析, 不仅检测到42个基频振型和2个径向振型, 还较系统地检测到49个谐频振型和12个振型的谱峰分裂. 通过对检测到的谐频振型及异常谱峰分裂现象的讨论, 发现内核顶部的刚度是低于目前地球模型的理论估值, 但内核顶部压缩波速的各向异性却是高于目前学者的估测值. 这表明地球内核的各向异性远比目前所认识的复杂, 可能在地球内核的形成及演化过程中还存在新的地球物理现象. 相似文献
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根据中、美两国合作开展的西藏深反射地震结果,提出雅鲁藏布江缝合带（YZS）的"双陆内俯冲"构造模式和缝合带南、北分别存在着不同特征的、规模不一的部分熔融层;提出YZS处断裂向深部延深有限,认为YZS处地壳增厚有4种机制：①地壳规模的大的俯冲增厚;②上部地壳内的俯冲和背冲增厚;③下地壳内的底部垫托增厚和挤压增厚;④深部熔融体的向上挤入而引起的地壳增厚.提出可能存在两条大的伸展性断裂,造成江孜南、北地块间出现了大升降. 相似文献