科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，地球內(nèi)核的旋轉(zhuǎn)速度每年要比地幔和地殼快0.3到0.5度，也就是說，地球內(nèi)核比地球表面構(gòu)造板塊的運動速度快5萬倍，新發(fā)現(xiàn)有助于科學(xué)家們解釋地球磁場是怎樣產(chǎn)生的。美國伊利諾伊大學(xué)地球物理學(xué)家宋曉東教授是這項研究工作的負責人，他們的成果發(fā)表在2005年8月26日出版的美國《科學(xué)》雜志上。新發(fā)現(xiàn)也結(jié)束了一場為期9年的爭論。宋曉東說：“我們相信我們得到了確鑿的證據(jù)。”
加州大學(xué)圣克魯斯分校的地球科學(xué)教授加里·格拉茲麥爾說：“這是一項有意義的發(fā)現(xiàn)，它減少了一個領(lǐng)域中的不確定性，你能從中學(xué)到新東西�！蓖�期的《科學(xué)》雜志專門為這一發(fā)現(xiàn)配發(fā)評述文章，美國的《紐約時報》、《國家地理》雜志和英國的《物理學(xué)世界》等對這一發(fā)現(xiàn)進行了詳細報道。美國國家科學(xué)基金會和中國國家自然科學(xué)基金會為這項工作提供了資助。
地核由固體金屬構(gòu)成，它包括一個大小與月球相當?shù)闹睆綖?400公里的固態(tài)內(nèi)核，和直徑為7000公里的液態(tài)外核�？茖W(xué)家們認為，內(nèi)核在產(chǎn)生地球磁場的地球動力學(xué)中發(fā)揮了重要作用，來自地球動力學(xué)的電磁轉(zhuǎn)矩導(dǎo)致內(nèi)核相對于地幔和地殼旋轉(zhuǎn)。
早在1996年，宋曉東和保羅·理查德還是紐約哥倫比亞大學(xué)拉蒙特—多爾蒂地球觀測站的地震學(xué)家，通過對穿越地球的地震波的分析，他們第一次提出了地球內(nèi)核的旋轉(zhuǎn)速度比其它部分快的觀點。但這在當時有相當爭議，部分地震學(xué)家懷疑推導(dǎo)出結(jié)果的數(shù)據(jù)有誤，或是假象；也有科學(xué)家曾試圖證明地球內(nèi)核的運動速度并不比其它部分快；部分科學(xué)家說，雖然內(nèi)核在旋轉(zhuǎn)，但它的速度比哥倫比亞學(xué)者提出的速度慢多了；有人則說，他們沒有發(fā)現(xiàn)跡象表明內(nèi)核比地球的其它部分轉(zhuǎn)得快。
之后，宋曉東到伊利諾伊大學(xué)地質(zhì)系做教授，他和仍在哥倫比亞大學(xué)的理查德共同領(lǐng)導(dǎo)了一項新研究，他們的研究將消除人們對這個結(jié)論的任何懷疑。
宋曉東說：“盡管還不能精確地測定出內(nèi)核旋轉(zhuǎn)的速度，但我們的論文表明這個速度不可能是零�！钡厍蛟谝惶鞎r間里自轉(zhuǎn)一次，或360度，新研究表明，地球內(nèi)核的旋轉(zhuǎn)速度每年比其它部分快0.3到0.5度。這個更為精確的發(fā)現(xiàn)比他們1996年提出的快1.1度慢一點。
通過對歷史上地震波穿過地球液體核和固體內(nèi)核的數(shù)據(jù)進行對比，宋曉東等發(fā)現(xiàn)了令人信服的證據(jù)，表明地球的固體內(nèi)核確實以不同的速度在旋轉(zhuǎn)。從大西洋的南桑威奇群島地區(qū)到美國南部海岸線，他們對18個相似地震進行了觀察。相似地震也稱為波形地震對(earthquake waveform doublet), 在同一臺站記錄的一對地震的波形完全一樣，說明這兩個地震發(fā)生在同一地點。宋曉東等發(fā)現(xiàn), 這些地震對在阿拉斯加州及靠近的地方的58個地震臺站都有記錄，地震對的間隔時間跨越0到35年，從而讓研究人員能觀察地震波隨時間的變化。
宋曉東說：“當?shù)卣饘Φ膬蓚�事件的時間相隔大于幾年時，穿越地球內(nèi)核的相似地震波在旅行時間和波形上表現(xiàn)出系統(tǒng)性的變化。惟一可信的解釋就是內(nèi)核的運動�！�
為什么地球內(nèi)核會以不同速度旋轉(zhuǎn)呢？宋曉東認為最可能的解釋是電磁耦合，“在外核層產(chǎn)生的磁層擴散到內(nèi)核層，并在那里產(chǎn)生出電流。電流與磁場的相互作用導(dǎo)致內(nèi)核旋轉(zhuǎn)，就像電樞在電動機中旋轉(zhuǎn)”。

早在1996年，宋曉東和保羅·理查德還是紐約哥倫比亞大學(xué)拉蒙特―多爾蒂地球觀測站的地震學(xué)家，通過對 穿越地球的地震波的分析，他們第一次提出了地球內(nèi)核的旋轉(zhuǎn)速度比其它部分快的觀點。但這在當時有相當 爭議，部分地震學(xué)家懷疑推導(dǎo)出結(jié)果的數(shù)據(jù)有誤，或是假象；也有科學(xué)家曾試圖證明地球內(nèi)核的運動速度并 不比其它部分快；部分科學(xué)家說，雖然內(nèi)核在旋轉(zhuǎn)，但它的速度比哥倫比亞學(xué)者提出的速度慢多了；有人則說，他們沒有發(fā)現(xiàn)跡象表明內(nèi)核比地球的其它部分轉(zhuǎn)得快。之后，宋曉東到伊利諾伊大學(xué)地質(zhì)系做教授，他和仍在哥倫比亞大學(xué)的理查德共同領(lǐng)導(dǎo)了一項新研究，他們 的研究將消除人們對這個結(jié)論的任何懷疑。

宋曉東說：“盡管還不能精確地測定出內(nèi)核旋轉(zhuǎn)的速度，但我們的論文表明這個速度不可能是零。”地球在 一天時間里自轉(zhuǎn)一次，或360度，新研究表明，地球內(nèi)核的旋轉(zhuǎn)速度每年比其它部分快0.3到0.5度。這個更 為精確的發(fā)現(xiàn)比他們1996年提出的快1.1度慢一點。

通過對歷史上地震波穿過地球液體核和固體內(nèi)核的數(shù)據(jù)進行對比，宋曉東等發(fā)現(xiàn)了令人信服的證據(jù)，表明地 球的固體內(nèi)核確實以不同的速度在旋轉(zhuǎn)。從大西洋的南桑威奇群島地區(qū)到美國南部海岸線，他們對18個相似地震進行了觀察。相似地震也稱為波形地震對(earthquake waveform doublet), 在同一臺站記錄的一對地 震的波形完全一樣，說明這兩個地震發(fā)生在同一地點。宋曉東等發(fā)現(xiàn)，這些地震對在阿拉斯加州及靠近的地 方的58個地震臺站都有記錄，地震對的間隔時間跨越0到35年，從而讓研究人員能觀察地震波隨時間的變化 。

宋曉東說：“當?shù)卣饘Φ膬蓚�事件的時間相隔大于幾年時，穿越地球內(nèi)核的相似地震波在旅行時間和波形上 表現(xiàn)出系統(tǒng)性的變化。惟一可信的解釋就是內(nèi)核的運動�！� 為什么地球內(nèi)核會以不同速度旋轉(zhuǎn)呢？宋曉東認為最可能的解釋是電磁耦合，“在外核層產(chǎn)生的磁層擴散到 內(nèi)核層，并在那里產(chǎn)生出電流。電流與磁場的相互作用導(dǎo)致內(nèi)核旋轉(zhuǎn)，就像電樞在電動機中旋轉(zhuǎn)”。

加州大學(xué)圣克魯斯分校的地球科學(xué)教授加里·格拉茲麥爾說：“這是一項有意義的發(fā)現(xiàn)，它減少了一個領(lǐng)域 中的不確定性，你能從中學(xué)到新東西�！蓖�期的《科學(xué)》雜志專門為這一發(fā)現(xiàn)配發(fā)評述文章，美國的《紐約時報》、《國家地理》雜志和英國的《物理學(xué)世界》等對這一發(fā)現(xiàn)進行了詳細報道。美國國家科學(xué)基金會和中國國家自然科學(xué)基金會為這項工作提供了資助。

地核由固體金屬構(gòu)成，它包括一個大小與月球相當?shù)闹睆綖?400公里的固態(tài)內(nèi)核，和直徑為7000公里的液態(tài)外核�？茖W(xué)家們認為，內(nèi)核在產(chǎn)生地球磁場的地球動力學(xué)中發(fā)揮了重要作用，來自地球動力學(xué)的電磁轉(zhuǎn)矩導(dǎo) 致內(nèi)核相對于地幔和地殼旋轉(zhuǎn)。

華盛頓大學(xué)的地震學(xué)家肯尼思·克里杰對這一發(fā)現(xiàn)進行評論說：“這一發(fā)現(xiàn)消除了地球內(nèi)核是否與地幔以不 同的速度旋轉(zhuǎn)的僅存不多的懷疑�！� 格拉茲麥爾說，他和同事的計算機模擬顯示，地球內(nèi)核確實比外部旋轉(zhuǎn)得快，但由于缺少詳細的數(shù)據(jù)，模型 沒有得出究竟快多少。新研究的數(shù)據(jù)將提高計算機模型的水平，讓科學(xué)家能更好地理解地球內(nèi)部是如 何工作的。這篇論文的共同作者除了宋曉東和理查德以處，還包括哥倫比亞大學(xué)的研究生張健和研究科學(xué)家費利斯·瓦 爾德豪澤，以及伊利諾伊大學(xué)的研究生李迎春和孫新雷。