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2002年至2017年，GRACE衛星一直在探測地球上的引力變化。圖片來源：NASA

20年前，在我們腳下數千公里深的地方，曾發生了一次神秘的引力變化。在《地球物理研究快報》近日發表的一項研究中，科學家通過分析測量地球引力變化的衛星數據得出了這一結論。

這一現象可能源于地質變化導致的地球引力場改變，并充分證明了地球軌道衛星的價值。“這確實是一項全新的觀測結果?！闭撐耐ㄓ嵶髡?、法國古斯塔夫·埃菲爾大學的Isabelle Panet指出，這項研究將幫助科學家更好理解從地殼到地幔再到地核的地球各層間的關系。這種關系影響著大地震起源，以及地球如何維持磁場以抵御太陽風暴等。

研究團隊利用了重力恢復與氣候實驗（GRACE）衛星的數據。這是一對雙星系統，以設定的間距繞地球飛行。當衛星遇到來自巨大山脈的引力牽引時，前導衛星會暫時加速遠離后方衛星，這種距離變化可以測量并與引力變化相關聯。研究人員通常利用GRACE雙星的間距變化監測地球大量水體的位移，例如農田地下水流失或冰川融化等。

但事實證明，GRACE還能探測到地球更深處的質量變化。Panet曾用它研究大地震前地表下數百公里的質量變化。隨后她意識到，GRACE還可以探測到更深的地方——約2900公里的深度，那里是地核-地幔的復雜邊界。

在這項研究中，科學家在GRACE數據中發現一個奇怪的信號，后者在2007年左右達到峰值，且集中出現在非洲大西洋沿岸。然而，該信號無法歸因于地表水體遷移?！耙虼?，至少部分原因是在地球內部?！盤anet解釋說，“它必定來自極深的地方。”

科學家此前通過測量地球磁場變化的衛星，探測到同一地區在2007年前后發生了一些地磁擾動。Panet認為，最新引力觀測或許能與前者相互印證，形成一個完整的解釋。在這種情況下，地幔底部巖石中的鈣鈦礦因地球內部的巨大壓力發生重構，這種礦物變化反過來又導致該地區巖石密度增大、質量增加。鄰近巖石隨之發生輕微位移，且向外擴散，最終可能抵達地核-地幔邊界并引發約10厘米的變形。而邊界的微小變化可能影響地核中流動的液體，最終表現為異常的地磁波動。

Panet謹慎地說，這個復雜推論能否經得起后續檢驗尚未可知，“仍需進一步研究驗證”。

不過，美國加州大學伯克利分校的Barbara Romanowicz稱該發現“非常有趣”。她表示，“這是我們第一次獲得地幔底部動態過程的確鑿證據”，這些過程非?？欤o人們研究其發生過程提供了充分的條件。

除2007年的信號外，Panet團隊沒有在衛星數據中發現其他重大的引力信號。她計劃監測GRACE后繼衛星的數據，以探究地球深處是否發生其他神秘變化。（王體瑤）

相關論文信息：https://doi.org/10.1029/2025GL116408