地球内核差速旋转的探测及其长周期变化和动力学意义

Multidecadal variation of the Earth’s inner core rotation and its implications for global dynamics

杨翼 特聘副研究员

北京大学 理论与应用地球物理研究所

2023.02.24（星期五）15:00，理科二号楼2821

报告摘要：

地磁发电机的理论预测和计算机模拟显示地球的固态内核与液态外核之间存在电磁耦合效应，并且内核受到电磁力的驱动产生相对于壳幔的差速旋转，因此内核被称为“地内的星球”。同时在万有引力的作用下，固态且不均一的内核和地幔之间也有重力耦合效应，这将影响内核差速旋转的状态。地震学的观测也显示内核的结构在数年或数十年的尺度上有着快速的变化，可能是由其差速旋转导致。报告人利用最近几十年的高质量重复地震的波形记录，追踪内核差速旋转随时间的演变模式，并发现地球内核在2009年左右已经停止相对地表自西向东的差速旋转，并开始缓慢地反向（相对地表自东向西旋转）。类似的反向旋转现象在上世纪70年代初期也有出现，意味着内核的旋转很可能存在周期为七十年左右的震荡模式。同时，在地磁场强度和地球日长（自转周期）变化的信号中，甚至在全球平均海平面和气温变化当中，也存在着同样的六七十年周期的信号，并且它们在相位上也存在着一定的对应关系。由此可见，地球的内核、外核、地幔和地表之间，由于电磁和重力等耦合效应，很可能形成了一个周期为六七十年、从内核到浅表的耦合共振系统，这对于揭示地球作为一个系统的运行机制有重要意义。

报告人简介：

2020年获得美国University of Illinois at Urbana-Champaign 博士学位，目前为北京大学理论与应用地球物理研究所特聘副研究员。曾获得北京大学博雅博士后项目、国家自然科学青年基金和博士后基金会面上项目支持，并获评北京大学2022年度优秀博士后。目前以第一作者身份在Nature Geoscience, EPSL, JGR-Solid Earth，GRL, SRL等国内外刊物上发表8篇文章。