“表里不一”的地球： 内核自转速率竟快于地表
是什么导致了地球内核的差速旋转？专家指出，在外部力矩作用下，地球内核会相对于地幔转动，使得内核自转与地球的自转速率不一样。这个外力可能来自地球磁场与内核的耦合及地幔与内核的重力耦合。
近日，美国南加州大学的研究团队重新分析了1969年和1971年2次地下核试验后近6年的地震波数据，发现地球内核自转速率在1969—1971年比地球整体慢了0.1度，而在1971—1974年又比地球快了0.29度。这标志着科学家首次通过地震学观测，验证了地球内核6年周期往复振荡的理论。
为何地球内核与地球的旋转速度会不一致？宇宙中其他天体也存在这种现象吗？科学家又是如何“透视”天体内部情况的？
地球内核被称为“星球内的星球”
很多人认为，地球应是一个整体，内核的旋转速度和方向应该和地球保持一致。可是事实却非如此。“地球从诞生伊始发生了多种动力学过程，如星子汇集聚合、沉积分异、岩浆海和地壳冷却等，这使得地球整体由外向内出现了地壳、地幔、液体外核、固体内核等类似洋葱或煮熟鸡蛋那样的分层结构。”中国科学院国家天文台研究员平劲松表示。
地球物理学家、北京大学讲席教授宋晓东对科技日报记者表示，地球作为一个天体，是整体自转的；但是根据以往的观测，地球内核自转与地球自转在速率上稍微有点差别，这就是内核的“差速旋转”。因此，地球内核也被称为“星球内的星球”。最新数据显示，地球与地球内核的转动速率每年相差大约0.1度，不过这个速率很可能随时间而变化。
是什么导致了地球内核的差速旋转？宋晓东指出，在外部力矩作用下，地球内核会相对于地幔转动，使得内核自转与地球的自转速率不一样。这个外力可能来自地球磁场与内核的耦合及地幔与内核的重力耦合。理论上，内核自转既可以比地球自转快，也可能稍慢。
记者了解到，目前地核研究的主流理论模型认为，地球内核的转速是恒定的，地球自转存在一个约6年（5.9年）的周期震荡。在解释6年周期震荡机理方面，科学家给出了包括地球内部地磁异常、核幔耦合振荡、地球内核震荡等多种推测。
不过，在本世纪初，平劲松所在的研究地球自转固体潮汐的团队使用长期固体潮汐监测数据发现了11.5—12年的地球内核振荡周期，这个周期与木星的轨道周期一致。“地球自转5.9年的周期变化，正是木星公转周期的一半。”平劲松认为，正是木星协同太阳合相作用在地球壳、幔上力矩大小的周期变化，引起了地球内核自转速率的变化。
“地球内核的自转速度或许会稍快于地幔，但是速率会一直保持恒定。而地壳和地幔的自转因受到内部和外部的力矩、荷载等因素影响，转速会出现时快时慢或相对方向变化的现象。”平劲松说，多重因素作用下，导致地球自转变化不可简单预测、预报。
平劲松指出，除了地球之外，内部结构与地球类似的伴星如月球，以及金星、火星和气体行星的卫星、矮行星等，其自转也会发生时快时慢或方向变化的现象。
其中，人类已利用地月激光测距技术对月球自转周期的变化持续观测了约50年；近几年，火星的自转变化也被“洞察”号上的星地微波链路所证实。
法国图卢兹天体物理和行星研究所博士后李刚补充道，恒星内部圈层间也存在自转速度的差别，被称作“较差自转”。天文学家发现，小到白矮星、中子星等，大到星团和星系都存在较差自转。以太阳为例，在深度为0.7个太阳半径处，有一个厚度为0.04个太阳半径、被称作“差旋层”的区域，以这里为界线，太阳的自转情况发生了急剧变化：在差旋层以里，太阳的较差自转不是很明显；而在差旋层以外，太阳在不同深度和不同纬度都呈现出非常明显的较差自转。
天体“气质”与其内核密切相关
所有行星内核都存在差速旋转机制吗？平劲松介绍，行星的内核主要有3种类型，分别为固体核、液体核以及液体外核与固体内核的组合体。地球的内核归属于第三类，既包括一个巨大的液体外核，又含有一个富含铁镍的固体内核。
固体核与液体核的行星“气质”各不相同。平劲松指出，固体核的行星，其核心的转动与行星整体保持同步。而液体外核，液体或半液体核幔边界的行星，其固体内核或固体核的转动可以与幔不同步。
一个拥有液体内核的行星，极大可能是处于行星形成的早期阶段，其自身的转动有点像一个旋转着的生鸡蛋，转速较快且方向和转速都不稳定；随着能量耗散衰减、分层固化，自转速度逐步减慢和稳定。
那么，恒星的内核又是什么样子的？李刚表示，恒星通常有一个正在核反应燃烧的内核。不过，不同年龄的恒星内核差别也很大。他举例道，太阳这类正值壮年的恒星，有着燃烧氢元素的内核；而年老的恒星，有的内核可能已停止燃烧，但存在一层围绕内核燃烧的包层；有的可能内核被再次点燃，继续燃烧氦元素或者更重的元素；还有的可能最终走向死亡，只留下一个燃烧殆尽、慢慢冷却的内核。
“恒星内核的性质直接决定了恒星的外貌。”李刚解释说，相比于太阳，年老的恒星大多温度低但明亮；而已经死亡的恒星，如白矮星和中子星则显得暗淡但温度高。
借助震动波透视天体内核
科学家是如何透过天体表面，探测天体内核旋转方向的？
宋晓东告诉记者，一直以来，科学家通过地震波来探测地球内核的多种物理特性。他解释道，地球发生地震之后会产生地震波，地震波会向地球深部传播，研究地震波的传播速度等性质，可以了解地球深部的结构分层及运动状况。
宋晓东及其团队于1996年首次观测到了地震波通过地球内核时的时间和速度产生了变化，从而推测出地球内核是相对于地幔发生旋转的。不过，地球内核的旋转速率目前仍有不确定性，因为旋转速率本身也很可能在变化。
平劲松指出，利用地震波探测天体内部的方法十分普遍，19世纪科学家就用它对地球分层结构进行了探测；20世纪70年代美国月球探测任务用地震波探测月球的内部分层构造；近年来，欧洲火星探测任务将其用于探测火星的内部构造。
对于恒星，天文学家更难以直接观测到恒星内部的结构，于是他们借助“星震学”来探测恒星内部。
李刚表示，星震学与地震学很类似，都是通过研究天体内部的震动波来推断天体的内部结构，有点像日常生活中我们通过“拍西瓜”来判断瓜熟不熟。但是星震与地震的不同之处在于，星震是持续不断的震动，而地震只是偶然发生。恒星的震动波会局部压缩气体，从而造成恒星温度和亮度的变化。基于这一特性，天文学家通过长时间监测恒星亮度的变化来观测恒星的震动，并测量震动的频率。
恒星震动的频率会因其内部不同物理过程的扰动而有所变化。“打个比方说，熟西瓜和生西瓜用手拍一拍，听到的声音也不相同。”李刚说，天文学家通过高精度的频率测量和细致的物理模型推演，来计算恒星内部旋转速率、元素分布等不同物理特性。
比如对恒星年老后形成的红巨星，天文学家通过分析一些红巨星的震动信号发现，红巨星有着非常强烈的较差自转现象，其内核自转速率一般比表面快数十倍。
来源：科技日报
是什么导致了地球内核的差速旋转？专家指出，在外部力矩作用下，地球内核会相对于地幔转动，使得内核自转与地球的自转速率不一样。这个外力可能来自地球磁场与内核的耦合及地幔与内核的重力耦合。
近日，美国南加州大学的研究团队重新分析了1969年和1971年2次地下核试验后近6年的地震波数据，发现地球内核自转速率在1969—1971年比地球整体慢了0.1度，而在1971—1974年又比地球快了0.29度。这标志着科学家首次通过地震学观测，验证了地球内核6年周期往复振荡的理论。
为何地球内核与地球的旋转速度会不一致？宇宙中其他天体也存在这种现象吗？科学家又是如何“透视”天体内部情况的？
地球内核被称为“星球内的星球”
很多人认为，地球应是一个整体，内核的旋转速度和方向应该和地球保持一致。可是事实却非如此。“地球从诞生伊始发生了多种动力学过程，如星子汇集聚合、沉积分异、岩浆海和地壳冷却等，这使得地球整体由外向内出现了地壳、地幔、液体外核、固体内核等类似洋葱或煮熟鸡蛋那样的分层结构。”中国科学院国家天文台研究员平劲松表示。
地球物理学家、北京大学讲席教授宋晓东对科技日报记者表示，地球作为一个天体，是整体自转的；但是根据以往的观测，地球内核自转与地球自转在速率上稍微有点差别，这就是内核的“差速旋转”。因此，地球内核也被称为“星球内的星球”。最新数据显示，地球与地球内核的转动速率每年相差大约0.1度，不过这个速率很可能随时间而变化。
是什么导致了地球内核的差速旋转？宋晓东指出，在外部力矩作用下，地球内核会相对于地幔转动，使得内核自转与地球的自转速率不一样。这个外力可能来自地球磁场与内核的耦合及地幔与内核的重力耦合。理论上，内核自转既可以比地球自转快，也可能稍慢。
记者了解到，目前地核研究的主流理论模型认为，地球内核的转速是恒定的，地球自转存在一个约6年（5.9年）的周期震荡。在解释6年周期震荡机理方面，科学家给出了包括地球内部地磁异常、核幔耦合振荡、地球内核震荡等多种推测。
不过，在本世纪初，平劲松所在的研究地球自转固体潮汐的团队使用长期固体潮汐监测数据发现了11.5—12年的地球内核振荡周期，这个周期与木星的轨道周期一致。“地球自转5.9年的周期变化，正是木星公转周期的一半。”平劲松认为，正是木星协同太阳合相作用在地球壳、幔上力矩大小的周期变化，引起了地球内核自转速率的变化。
“地球内核的自转速度或许会稍快于地幔，但是速率会一直保持恒定。而地壳和地幔的自转因受到内部和外部的力矩、荷载等因素影响，转速会出现时快时慢或相对方向变化的现象。”平劲松说，多重因素作用下，导致地球自转变化不可简单预测、预报。
平劲松指出，除了地球之外，内部结构与地球类似的伴星如月球，以及金星、火星和气体行星的卫星、矮行星等，其自转也会发生时快时慢或方向变化的现象。
其中，人类已利用地月激光测距技术对月球自转周期的变化持续观测了约50年；近几年，火星的自转变化也被“洞察”号上的星地微波链路所证实。
法国图卢兹天体物理和行星研究所博士后李刚补充道，恒星内部圈层间也存在自转速度的差别，被称作“较差自转”。天文学家发现，小到白矮星、中子星等，大到星团和星系都存在较差自转。以太阳为例，在深度为0.7个太阳半径处，有一个厚度为0.04个太阳半径、被称作“差旋层”的区域，以这里为界线，太阳的自转情况发生了急剧变化：在差旋层以里，太阳的较差自转不是很明显；而在差旋层以外，太阳在不同深度和不同纬度都呈现出非常明显的较差自转。
天体“气质”与其内核密切相关
所有行星内核都存在差速旋转机制吗？平劲松介绍，行星的内核主要有3种类型，分别为固体核、液体核以及液体外核与固体内核的组合体。地球的内核归属于第三类，既包括一个巨大的液体外核，又含有一个富含铁镍的固体内核。
固体核与液体核的行星“气质”各不相同。平劲松指出，固体核的行星，其核心的转动与行星整体保持同步。而液体外核，液体或半液体核幔边界的行星，其固体内核或固体核的转动可以与幔不同步。
一个拥有液体内核的行星，极大可能是处于行星形成的早期阶段，其自身的转动有点像一个旋转着的生鸡蛋，转速较快且方向和转速都不稳定；随着能量耗散衰减、分层固化，自转速度逐步减慢和稳定。
那么，恒星的内核又是什么样子的？李刚表示，恒星通常有一个正在核反应燃烧的内核。不过，不同年龄的恒星内核差别也很大。他举例道，太阳这类正值壮年的恒星，有着燃烧氢元素的内核；而年老的恒星，有的内核可能已停止燃烧，但存在一层围绕内核燃烧的包层；有的可能内核被再次点燃，继续燃烧氦元素或者更重的元素；还有的可能最终走向死亡，只留下一个燃烧殆尽、慢慢冷却的内核。
“恒星内核的性质直接决定了恒星的外貌。”李刚解释说，相比于太阳，年老的恒星大多温度低但明亮；而已经死亡的恒星，如白矮星和中子星则显得暗淡但温度高。
借助震动波透视天体内核
科学家是如何透过天体表面，探测天体内核旋转方向的？
宋晓东告诉记者，一直以来，科学家通过地震波来探测地球内核的多种物理特性。他解释道，地球发生地震之后会产生地震波，地震波会向地球深部传播，研究地震波的传播速度等性质，可以了解地球深部的结构分层及运动状况。
宋晓东及其团队于1996年首次观测到了地震波通过地球内核时的时间和速度产生了变化，从而推测出地球内核是相对于地幔发生旋转的。不过，地球内核的旋转速率目前仍有不确定性，因为旋转速率本身也很可能在变化。
平劲松指出，利用地震波探测天体内部的方法十分普遍，19世纪科学家就用它对地球分层结构进行了探测；20世纪70年代美国月球探测任务用地震波探测月球的内部分层构造；近年来，欧洲火星探测任务将其用于探测火星的内部构造。
对于恒星，天文学家更难以直接观测到恒星内部的结构，于是他们借助“星震学”来探测恒星内部。
李刚表示，星震学与地震学很类似，都是通过研究天体内部的震动波来推断天体的内部结构，有点像日常生活中我们通过“拍西瓜”来判断瓜熟不熟。但是星震与地震的不同之处在于，星震是持续不断的震动，而地震只是偶然发生。恒星的震动波会局部压缩气体，从而造成恒星温度和亮度的变化。基于这一特性，天文学家通过长时间监测恒星亮度的变化来观测恒星的震动，并测量震动的频率。
恒星震动的频率会因其内部不同物理过程的扰动而有所变化。“打个比方说，熟西瓜和生西瓜用手拍一拍，听到的声音也不相同。”李刚说，天文学家通过高精度的频率测量和细致的物理模型推演，来计算恒星内部旋转速率、元素分布等不同物理特性。
比如对恒星年老后形成的红巨星，天文学家通过分析一些红巨星的震动信号发现，红巨星有着非常强烈的较差自转现象，其内核自转速率一般比表面快数十倍。
来源：科技日报
【枢密院十号：是谁屡次近距离骚扰中国卫星失败？】据枢密院十号报道：根据已知信息，执行对中国卫星抵近监视的“美国270”和“美国271”卫星均来自于一个名为“地球同步轨道空间态势感知计划”的高轨巡视卫星系统。
美国媒体承认，“美国政府太空监视项目的有关信息很少被外界获知，那些通过民用设施在近地轨道跟踪美军机密军事卫星的航天爱好者们，通常没有足够强大的望远镜用来观察位于近3.6万公里外地球静止轨道上的美国间谍卫星。”
直到2014年，美军才开始承认“地球同步轨道空间态势感知计划”卫星的存在。2015年，时任美国空军太空司令部司令的约翰·海腾曾表示，“地球同步轨道空间态势感知计划”的解密是为了向世界表明，美军正在监视轨道上发生的一切。布莱恩·维顿则进一步说，“你可以想象把我们在卫星上所拥有的，用于观测地球的各种情报搜集、监视、侦察能力，拿来监控其他卫星，想像一下热成像、雷达、激光雷达、高光谱以及光学成像技术在间谍卫星上的运用。”布莱恩•维顿认为，即便是地球上地面站与位于地球同步轨道上的通信卫星之间的通讯都有可能被截获，“如果你将一颗卫星放在离另一颗卫星足够近的地方，就有可能窃听到它正在发送的信号。”
美媒报道负责监视中国卫星的“地球同步轨道空间态势感知计划”系列卫星由美国轨道ATK公司研制，该系列卫星于2014年首发，目前已有4颗卫星发射入轨，旨在监视地球静止轨道高度及其附近的常驻空间目标，卫星携带的光电传感器专用于空间监视，收集特定目标卫星的情报。
之所以美国这种间谍卫星如此重视地球静止轨道，是因为后者具有独特的轨道资源优势，各国在该轨道上部署了通信、导航、数据中继、导弹预警、电子侦察等众多战略卫星。美国“地球同步轨道空间态势感知计划”系列卫星通常活动在比地球静止轨道略低或略高的轨道上，通过与地球静止轨道目标的相对漂移可达到巡视探测该轨道的目的。该系列卫星轨道极具灵活性，可以根据重点目标的观测需求，通过频繁变轨实施有效观测，完成对该轨道目标成像的任务。
根据国外公布的数据，对“地球同步轨道空间态势感知计划”系列卫星重点抵近目标进行分析后可以看出，该系列卫星倾向于对通信中继卫星进行抵近，其占比约为88%。因此可以判断该系列卫星可能具备电磁频谱信号探测能力，能获取通信中继卫星的信号频率。
这也就能解释，为什么美国非要抵近侦察中国卫星了——不仅是要近距离观察中国卫星携带的设备，而且还要窃听中国卫星发送和接收的信号！
更严重的是，来自俄罗斯方面的空间监测数据显示，自2014年以来，“地球同步轨道空间态势感知计划”系列卫星进行了数百次机动，并对地球静止轨道上十几颗运行中的卫星进行了近距离抵近。2016年“地球同步轨道空间态势感知计划”的卫星就曾靠近中国的通信技术一号试验卫星，并在2017年接近了由中国和巴基斯坦合作研发的PakSat-1R通信卫星和中国为尼日利亚发射的Nigcomsat-1R通信卫星。对中国以及其他许多国家的航天器造成了极大威胁。
对被美方异常抵近的卫星所属国进行分析可以看出，美国‘地球同步轨道空间态势感知计划’系列卫星对中国的地球同步轨道卫星展现出浓厚的“兴趣”。除了对美国本国卫星进行“抵近侦察”测试活动以外，美国卫星“抵近侦察”中国卫星的次数最多，约占“抵近侦察”所有国家卫星总次数的19%，甚至还要高于俄罗斯。
所以，谁才是破坏和平利用太空的元凶，已经一目了然！https://t.cn/A6aVG0dG（枢密院十号）
美国媒体承认，“美国政府太空监视项目的有关信息很少被外界获知，那些通过民用设施在近地轨道跟踪美军机密军事卫星的航天爱好者们，通常没有足够强大的望远镜用来观察位于近3.6万公里外地球静止轨道上的美国间谍卫星。”
直到2014年，美军才开始承认“地球同步轨道空间态势感知计划”卫星的存在。2015年，时任美国空军太空司令部司令的约翰·海腾曾表示，“地球同步轨道空间态势感知计划”的解密是为了向世界表明，美军正在监视轨道上发生的一切。布莱恩·维顿则进一步说，“你可以想象把我们在卫星上所拥有的，用于观测地球的各种情报搜集、监视、侦察能力，拿来监控其他卫星，想像一下热成像、雷达、激光雷达、高光谱以及光学成像技术在间谍卫星上的运用。”布莱恩•维顿认为，即便是地球上地面站与位于地球同步轨道上的通信卫星之间的通讯都有可能被截获，“如果你将一颗卫星放在离另一颗卫星足够近的地方，就有可能窃听到它正在发送的信号。”
美媒报道负责监视中国卫星的“地球同步轨道空间态势感知计划”系列卫星由美国轨道ATK公司研制，该系列卫星于2014年首发，目前已有4颗卫星发射入轨，旨在监视地球静止轨道高度及其附近的常驻空间目标，卫星携带的光电传感器专用于空间监视，收集特定目标卫星的情报。
之所以美国这种间谍卫星如此重视地球静止轨道，是因为后者具有独特的轨道资源优势，各国在该轨道上部署了通信、导航、数据中继、导弹预警、电子侦察等众多战略卫星。美国“地球同步轨道空间态势感知计划”系列卫星通常活动在比地球静止轨道略低或略高的轨道上，通过与地球静止轨道目标的相对漂移可达到巡视探测该轨道的目的。该系列卫星轨道极具灵活性，可以根据重点目标的观测需求，通过频繁变轨实施有效观测，完成对该轨道目标成像的任务。
根据国外公布的数据，对“地球同步轨道空间态势感知计划”系列卫星重点抵近目标进行分析后可以看出，该系列卫星倾向于对通信中继卫星进行抵近，其占比约为88%。因此可以判断该系列卫星可能具备电磁频谱信号探测能力，能获取通信中继卫星的信号频率。
这也就能解释，为什么美国非要抵近侦察中国卫星了——不仅是要近距离观察中国卫星携带的设备，而且还要窃听中国卫星发送和接收的信号！
更严重的是，来自俄罗斯方面的空间监测数据显示，自2014年以来，“地球同步轨道空间态势感知计划”系列卫星进行了数百次机动，并对地球静止轨道上十几颗运行中的卫星进行了近距离抵近。2016年“地球同步轨道空间态势感知计划”的卫星就曾靠近中国的通信技术一号试验卫星，并在2017年接近了由中国和巴基斯坦合作研发的PakSat-1R通信卫星和中国为尼日利亚发射的Nigcomsat-1R通信卫星。对中国以及其他许多国家的航天器造成了极大威胁。
对被美方异常抵近的卫星所属国进行分析可以看出，美国‘地球同步轨道空间态势感知计划’系列卫星对中国的地球同步轨道卫星展现出浓厚的“兴趣”。除了对美国本国卫星进行“抵近侦察”测试活动以外，美国卫星“抵近侦察”中国卫星的次数最多，约占“抵近侦察”所有国家卫星总次数的19%，甚至还要高于俄罗斯。
所以，谁才是破坏和平利用太空的元凶，已经一目了然！https://t.cn/A6aVG0dG（枢密院十号）
#你是我的春天定档0701##电影你是我的春天# 将于7月1日全国公映。同时，于美国、加拿大18城同步上映。6月21日，电影《你是我的春天》官方微博发布主题曲《想看你笑的样子》“院线人合唱版”MV，唱出了影视行业从业者的心声。根据艺恩娱数显示，截至6月12日，全国营业影院10390家，营业率达85.6%。在我们的生活逐渐迎来真正“春天”的同时，影院也再次迎来“春天”。https://t.cn/A6acIs4q
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