【菜科解读】

这张照片拍摄于1886年查尔斯顿地震后的第二天，似乎捕捉到了向右偏移的铁路。

对场景的计算机分析揭示了进入场景的距离（以米为单位）和偏移，从而讲述了不同的故事。

轨道在弯曲处由于大约4英寸的纵向压缩而弯曲。

插图显示了2023年的同一条赛道。

来源：uux.cn/Bilham and Hough

（神秘的地球uux.cn）据科罗拉多大学博尔德分校：1886年8月31日晚些时候，当许多人还在睡觉时，一场大地震震撼了南卡罗来纳州查尔斯顿及其周边地区，建筑物倒塌，铁轨弯曲，沙子因液化而“沸腾”或起泡。

当震动停止时，大约2000座建筑物受损，至少60人丧生。

1886年查尔斯顿地震是袭击美国东部最强烈的地震之一，远在波士顿、芝加哥和新奥尔良都有震感。

从1670年欧洲人第一次在查尔斯顿定居到那时，该地区只经历了偶尔的轻微地震活动。

当余震袭击该地区时，地质学家和工程师迅速进入现场，记录详细的记录并拍摄损坏情况的照片。

他们的观测以令人印象深刻的细节捕捉到了地面扰动，但科学家们还没有完全理解地震和断层之间的关系，因此他们无法拼凑出完整的故事。

美国地质调查局的地震学家苏珊·霍夫说：“查尔斯顿地震发生的时间是独一无二的。

”。

“如果它发生在75年前，我们会有更少的科学家接受培训并能够采取行动。

如果它发生于10年后，地震图可能会记录下震动。

”

地震发生一个多世纪后，Hough和CIRES研究员、科罗拉多大学博尔德分校的研究科学家Roger Bilham在原始记录和最近试图拼凑这场致命地震的故事的基础上，找到了这条线索。

Bilham说：“尽管在查尔斯顿周围的沼泽地下已经发现了十几条可能的断层，但在地震中破裂的实际断层仍然是个谜。

”。

该团队对历史文件的搜索促使人们对查尔斯顿地震有了令人兴奋的新发现——从可能导致地震的断层到地面的震级和变形。

他们的工作于2023年和2024年发表在一系列四篇论文中，为科学家如何利用历史文献揭开其他地质谜团提供了一个例子。

在地震活动不太频繁的大陆板块内部，这项工作可能有助于社区更好地评估未来地震的风险。

现场证据显示断层作用

Hough和Bilham通过深入挖掘事件的书面记录，包括采矿工程师Earle Sloan的记录，开始了对查尔斯顿地震的调查，他对查尔斯顿辐射的三条铁路的损坏进行了细致的记录和测量。

他们怀疑斯隆笔记中隐藏的线索可以帮助他们确定造成地震的断层。

但他们必须先克服一些障碍。

Bilham解释说：“把这些数字转换成一个令人信服的故事简直是一场噩梦。

”。

“1886年的纸币无意中包含了输入错误和打字错误，这些错误和错误不分青红皂白地将搭扣的位置来回移动。

”

2022年，该团队前往查尔斯顿，希望能解开这场混乱。

他们将注意力集中在萨默维尔的一段铁轨上，1886年有报道称那里发生了严重的轨道骚乱。

Bilham建议他们使用GPS方法来确定观测位置，斯隆使用铁路里程桩进行了统计。

令他们非常惊讶的是，科学家们发现了一条4.5米（14.8英尺）的直线轨道向右偏移。

起初，科学家们不敢相信偏移量的大小，但仔细阅读斯隆的笔记后，他们发现他也描述了同一位置的偏移量。

偏移可能意味着轨道下方的断层已经移动。

现代地质学家已经在该地区发现了萨默维尔断层，但没有人将其与1886年的地震联系起来。

霍说：“这是一个偶然的时刻，为这个项目开辟了一个全新的维度。

”。

当他们查看该地区的历史地图时，Bilham和Hough还发现，Summerville在地震后似乎上升了1米（3.3英尺），而附近多切斯特堡的码头自17世纪建造以来一直没有受到干扰。

这些发现证实了1886年萨默维尔附近发生的重大事件。

识别罪魁祸首的新模型

为了确定1886年查尔斯顿地震的断层，科学家们建立了萨默维尔断层运动的数学破裂模型，该模型可以解释考古和地质证据，包括铁路轨道的右偏移和萨默维尔的隆起。

Bilham和Hough发现，沿着向西倾斜的萨默维尔断层的运动可以解释为什么该镇的位置高于周围的沼泽。

该模型指出震级为7.3级，这与地震的大“感觉”区域和之前的估计一致。

他们于2023年在《地震记录》上发表了研究结果。

Hough说：“事实证明，你可以把这些碎片放在一起，以确定导致地震的断层，并为断层是如何破裂的提出一个详细的模型。

”。

“这是第一次有人在查尔斯顿地震中这样做。

”

在确定了潜在的罪魁祸首后，Hough和Bilham将注意力转移到了地面上的影响上。

利用故障位置，他们模拟了不同位置的震动情况，并将结果与旧记录中的观测结果进行了比较。

这一比较结果于2024年1月发表在《美国地震学会公报》上，支持了他们提出的7.3级震级。

变形轨道保留地震波

比拉姆继续挖掘历史文献，以找出距离萨默维尔20英里的铁轨为什么会弯曲和撕裂。

“这是一项具有里程碑意义的事业，”霍说。

“这就像斯隆把火炬传给了罗杰。

”

查尔斯顿地震后第二天拍摄的一张旧照片显示，铁轨穿过低洼沼泽的地方似乎有一段偏移。

许多科学家利用这张照片推断出该地区的断层活动。

科学家们使用原始照片中一千个点的精确测量构建了变形铁路轨道的虚拟3D视图，该照片保存在查尔斯顿博物馆的档案中。

这项工作带来了另一个令人震惊的认识——查尔斯顿周围弯曲的轨道共同记录了从震中传来的地震波的收缩和压缩。

Bilham说：“我们能够证明，所有地方都发生了弯曲，管线受到的压缩超过了伸缩缝的允许范围，管线在膨胀螺栓断裂的地方已经分开。

”。

这项工作也发表在《美国地震学会公报》上。

大局

Hough和Bilham的努力表明，即使在137年后，科学家们仍然可以了解查尔斯顿地震的新情况，并有助于更广泛地了解该地区的地震活动。

霍说：“查尔斯顿是一块砖。

”。

“现在，我们了解了一个地点的一个事件，但要拼凑出更大的画面，还有很多工作要做。

”

像查尔斯顿这样的板块内地震与同类地震不同，后者发生在大块地壳相互摩擦的地方。

没有单一的模式来解释它们发生的原因，而且通常情况下，每个事件都需要进行独特的调查。

但霍夫希望他们的工作能激励科学家更深入地研究过去和未来。

在太平洋深处，地球外核的熔融铁于2010年意外逆转方向

由欧洲航天局领导的卫星任务帮助科学家追踪了这一剧烈变化，揭示了地球深处内部可能比之前认为的更不稳定和更具动态性。

几十年来，科学家们一直认为他们对液态金属在地球外核内部的运动有合理的理解。

埋藏在地表下约2200公里的巨大熔融铁层似乎遵循相对稳定的长期模式。

然后情况发生了变化。

2010年，赤道太平洋下方一大片富含铁的流体区突然改变了航向。

水流没有继续向西流动，反而突然加速向东流动。

研究人员仍不完全清楚其具体原因，但新分析的卫星和地面观测现提供了迄今为止最清晰的地球中心隐藏动态之一。

卫星揭示了地球深处隐藏的转变这项发表在《地球深部内部研究杂志》上的新研究，分析了1997年至2025年间收集的磁场数据。

科学家们结合了地面站的观测数据与多个卫星任务的测量数据，包括欧洲航天局的Swarm和CryoSat，以及德国CHAMP任务和Ørsted卫星的数据。

这些任务使研究人员能够监测地球磁场的细微变化，这种磁场是由外核中导电熔融铁的运动产生的。

通过研究这些变化，科学家们重建了地球核心与地幔边界处的流动模式。

该分析揭示了太平洋的意外逆转。

研究发现，2010年，太平洋地区从微弱向西移动转为强烈向东移动，挑战了此前外核在长期内表现大致稳定且可预测的假设。

地球的磁场屏蔽依赖于这种流动地球的磁场之所以存在，是因为液体外核内部不断运动。

当熔融铁环绕固体内核时，形成了地球的地质发电机——负责产生环绕地球的磁场的过程。

这种磁场屏蔽在保护地球免受来自太阳的带电粒子影响中起着关键作用。

没有它，地球的大气层和技术系统将更加容易受到有害太阳辐射的影响。

尽管新观测到的逆转对人类和气候没有威胁，科学家表示理解这些内部变化极为重要。

磁场在不断演变。

即使是渐进的变化，也会影响导航系统、航天器操作以及用于预测近地空间天气的模型。

群聚卫星提供了关键线索ESA的三颗Swarm卫星于2013年发射，专为以极高的精度绘制地球磁场而设计。

它们的高灵敏度磁力计能够将来自核心深处的信号与地壳、海洋、电离层和磁层产生的磁效应区分开来。

由于卫星运行在精心协调的轨道上，研究人员能够追踪磁场模式随时间演变的过程。

这些观测帮助科学家不仅识别了太平洋反转本身，还发现了后续的扰动，包括2017年的地磁震动，即地球磁场行为的快速变化。

据欧洲航天局Swarm任务经理Anja Stromme介绍，Swarm的长期数据集尤为宝贵，因为它提供了多年持续的全球覆盖，而不仅仅是依赖分散的地面观测站。

这种持续监测使研究人员能够观察2010年反转后岩心动力学的变化，并跟踪东流随时间演变。

科学家认为这种逆转可能已经开始减弱主要研究作者弗雷德里克·达尔·马德森表示，这一突如其来的反转引发了关于地球深层内部行为的重大新问题。

研究人员目前正试图确定该事件是暂时波动、反复振荡的一部分，还是核心内新稳定环流模式的开始。

有趣的是，团队的模型表明，自2020年左右以来，太平洋下方强劲的东流已经减弱。

卫星数据还揭示了快速变化的流动结构和波状加速度，这些在较旧或噪声较大的数据集中可能未被检测到。

这些发现暗示地球核心可能经历的短期区域变异远超科学家此前的认知。

弗雷德里克·达尔·马德森还指出，太平洋流动反转的时间与地球内核通过大地测量和地震学研究推断出的变化相吻合。

研究人员现在怀疑，多个深地层发生的过程之间可能存在联系。

深地球可能比预期更紧密相连参与该研究的科学家表示，这些发现可能会重塑研究人员对地球外核、内核和下地幔相互作用的看法。

欧洲航天局群组任务科学家伊丽莎白塔·约尔菲达解释说，太平洋逆转挑战了长期以来“西向环流稳定主导外核”这一观点。

相反，研究表明，重大地区变化可能在短短十年内迅速出现。

这种可能性尤为重要，因为地核与地幔之间的边界被认为是决定深地球动力学的最关键区域之一。

理解这些层次如何相互影响，有助于科学家构建更准确的地球内部演化模型。

为什么这很重要这一发现凸显了科学家们对隐藏在地表动的金属海洋知之甚少。

曾经看似相对稳定的系统，实际上可能能够快速且出乎意料地进行重组。

得益于像Swarm这样的长期卫星任务，研究人员现在可以近乎实时地监测地球的磁引擎，捕捉到以前难以察觉的细微变化。

随着科学家们致力于了解地球磁场的演化以及行星内部深层过程之间的相互联系，这些观测变得越来越重要。

太平洋的逆转最终可能只是暂时的。

或者它可能表明地球核心的运作方式比研究人员曾经想象的更加多变和复杂。

无论哪种情况，这一事件都为我们地球上最难到达的地区之一打开了一扇新的窗口。

黑洞会吞噬地球吗 黑洞又是怎样吞噬地球

　　人类对于黑洞的好奇一直都没有停歇，就连科学界都对此争吵不断——霍金甚至一度想证伪黑洞的存在，更别说民间的无数科幻作品了。

很多小说都有过人类的末日是太阳死亡变成黑洞进而吞噬地球这样的桥段，地球被黑洞吞噬，到底会是一幅怎样的场景?近日，一位美国科学家给出了答案。

　　"面条化"假设!有一个非常著名的黑洞假设——物体在靠近黑洞时，由于引力作用，会被"面条化"(spaghettification，这个单词来源于spaghetti，意大利面)。

简单来说，如果你离黑洞过近，就会被黑洞的引力拉成像面条一样长长的一条。

这种效果的产生是重力梯度作用于你身体而产生的变化。

　　想象一下，你正在一脚踏进一个黑洞，因为你的脚跟头部相比，离黑洞更近，所以它会受到来自黑洞的更强的引力，同时，你的手臂因为摆臂的关系，与你的脚还不在一个方向上，所以手臂还会受到一个来自不同方向引力的牵引。

　　不同的位置、不同的方向，这就使得身体的不同部位从边缘向中心聚集，最终的结果不仅是身体整体的延伸，更让身体的中间变薄变长，因此，你的身体，地球也是一样，就会像被拉成了一根长长的面条，被黑洞的大嘴吞噬进去。

　　黑洞视界让你短暂拥有"上帝之眼"!假设一下，如果我们的地球旁边突然冒出来一个黑洞，会出现怎样的情景?　　首先，导致面条化的引力效应开始发挥作用，地球接近黑洞的部分会比另一边受到更强的引力，于是地球开始解体，如果这个黑洞的质量非常巨大，那么我们甚至有可能感觉不到自己正在被吞噬，因为在一段时间之内，由于时间变慢的影响，地球的视界(Event Horizon)会低于黑洞的视界，我们看到的东西将会一如寻常。

　　视界之所以叫"视界"，正是因为这是一个事件的边界，边界内发生的事件对于边界外的观察者来说，永远不会发生。

所以，从灾难降临到灾难发生，你会感觉自己向黑洞跌落的过程没有任何异常，就像从高处走向地面一样。