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地震波走時顯示地球外核成分的變化

  • 上版日期:111-07-02

1997年5月,南太平洋克馬德群島發生大地震。20多年後的2018年9月,第二次大地震襲擊了同一地點,震源來自同一地區。
 
維吉尼亞理工大學地球科學家Ying Zhou說,雖然這兩次地震相隔20年,但都發生在同一地區,因此預估地震波會以相同的速度在地球內部傳遞。但在150多個全球地震測站中的4個地震記錄,卻發現了一個異常現象。在2018年的地震中,一組SKS地震波相的傳播速度比1997年相同的SKS波相大約快1秒。SKS波相代表地震波傳遞的三個階段:首先,地震波以S波的形式穿入地函,再轉換為P波進入外核,然後轉換為S波的形式再次回傳地函。這些波的傳播速度和傳播路徑上的物質密度有關。
見圖說圖說:藍色線條顯示了一個SKS波相的傳遞路徑,經過外核低密度區域,使地震波速度增快。
 
Ying Zhou說:在這個地震波的路徑上,外核的物質成分發生了一些變化,造成地震波可以走得更快。隨著地球冷却,固態內核是藉由液態金屬外核的鐵結晶所形成,這個過程會釋放潛熱和輕元素,自1997年以來,氫、碳和氧等較輕的元素向上移動,改變它們所在區域的密度,使得該區物質密度下降約2 – 3%,對流速度約為每小時40公里。
 
這項研究可以提供有用的見解,以了解外核及其對流是如何變化。本研究已發表在Nature Communications Earth & Environment期刊上。(編譯/吳典諺)

資料來源:phys.org