地球偏心了

　　換顆“心臟”只需1億年
　　長期以來，科學家無法解釋地核的運動方式。研究地球內部的難度在于我們沒有辦法從中取樣!那么科學家又是如何推知地球內部結構呢?通過觀察隕星成分的分析和對地震波的觀察，從而得出地核主要是由鐵組成。最近，法國里昂大學的一個研究小組在模擬地核內鐵鎳顆粒的狀態中發現，固態的地核正處于不斷地更新之中：它在美洲大陸下的部分在不斷凝固，在亞洲板塊下的部分卻在不斷熔化。只需1億年，這個鐵球就會完全更新一次。而地球目前壽命卻已經超過了45億歲，但它仍有一顆年輕的“心臟”。之前地球物理學家一直認為，這個位于地球中心、直徑2500千米的內核固體鐵球，處于包圍著它的外核鐵水中央，并隨著整個地核的冷卻逐漸擴大。
　　地心距離地表6000千米，承受著5000℃的高溫和300萬倍大氣壓的壓強，一顆被鐵水海洋所包圍的巨大鐵球就藏身于此。液態地核之外就是從我們腳下30千米到2900千米，由固體礦物質組成的地幔。再往外就是地殼，它又被分成好幾個板塊。對地球內部構造的這一認識歸功于地震，因為只有地震波才能橫穿地球直達地心。從地震波的傳播速度能夠推斷出它所穿過介質的性質。我們知道，介質越堅硬，地震波傳播得越快。這些地震波不僅能幫助我們了解到地表之下物質層的構造，我們也能通過地震波的奇異表現，發現地球內部的秘密。
　　科學家發現，在液態地核的內側，固態地核的邊緣，地震波表現出一種不合常理的減速。這似乎反映出液態地核最深處250千米處的物質密度更大，這讓科學家困惑不已。據之前的觀測，鐵在結晶時，會向固體內核周圍拋出一些輕元素，這些元素則會逃逸到液態地核中，所以這里完全不應該出現更重的元素。
　　而深入到固態地核內部，地震波的表現就變得更加奇怪，會出現一種反常現象：地震波在南北向上比在東西向上傳播得更快!更奇怪的是，這種不規律性在美洲大陸下方的內核西半球表現得比在亞洲下方的東半球更明顯。不過，第三個怪異現象是，在內核最外層的100千米，也就是固態地核與液態地核交界處，地震波的速度無論在南北向還是東西向都是相同的，然而奇怪的是，地震波在該層西半球的傳播速度卻表現出比東半球慢!
　　迷失方向的3個謎團
　　密度很大的液體層，彈性的各向異性(在不同方向上的力學和物理性能不同)，東西兩半球不對稱，即使是地核專家，在這3個問題上也迷失了方向。除非有一種統一理論來同時解決這3個問題。目前，科學家有了一個完美的假說：固體內核不是從中心開始有規律地向外增長，而是在中美洲下方開始凝為固體，然后慢慢向東移動，最后再在亞洲下方熔化。由于熔化的速度稍慢于凝固的速度，因此內核半徑每年都在增加，這樣就與內核冷卻模型所預測的一樣。這種平行移動的想法太讓人驚異，因為地球是圓的，地核是圓的，內核也是圓的，所以長期以來人們一直以為地球內部都是在做同心圓運動。這和直覺完全背道而馳，可是地震波確鑿地顯示了內核形態上的不對稱性。
　　這樣，地核平行移動的理論可以解釋那3個長期困擾地球物理學家們的巨大謎團。首先，地核平行移動可以解釋在液態地核內側的稠密物質層。我們知道組成地核的物質大部分是鐵，但是還有其他更輕的元素，如硫、硅、氧等。就像海水結成的冰幾乎不含鹽一樣，結晶過程中，鐵也會驅逐周圍其他密度較低的元素。當這些不含輕元素的鐵再次熔化時，就會形成比液態地核密度更高的液體。難道這不是稠密物質層形成的原因嗎?
　　地核平行移動理論還可以解釋另外一個怪現象，那就是內核東西半球不對稱性。地震波之所以在內核的東半球比在西半球傳播得更快，那是因為在西半球形成的晶體是小顆粒的，這些小顆粒在向東遷移的過程中才慢慢變大。地震波會被小顆粒阻礙，然而卻能很快地穿過大的顆粒。如果鐵晶體是在向東移動的過程中通過聚集左右的晶體而增大的話，那么地震波在西邊穿過的應是小顆粒，而在東邊則是大的顆粒。根據地震波觀測數據推斷，西半球顆粒直徑在300～700米之間，而在東半球則是7～15千米。
　　至于第三個地球內部的各向異性在西半球比在東半球更明顯，我們通過地核平行移動理論不難發現主要是受溫度的影響，不斷增大的內核在高溫下漸漸失去了它的各向異性，所以在內核東半球就會出現各向異性減弱的跡象。
　　從動力學觀點上看，內核很不穩定。只要稍微被擠壓一下，它就會繼續向前并且永遠在一邊結晶而在另一邊熔化。那么，內核這種平行移動理論的起因又是什么呢?唯一能夠解釋內核如此規模向東移動的只有萬有引力。因為內核的西邊比東邊稍冷一些，所以密度也就稍大一些。為了保持整體平衡，內核的中心就會向東偏離，內核也就會在這一頭熔化，而同時在另外一頭凝固。于是，地球的心臟就會越來越歪