研究發現:地球磁場方向改變的速度是人們此前認為的10倍
2020年07月09日20:14

原標題:研究發現:地球磁場方向改變的速度是人們此前認為的10倍 來源:參考消息網

參考消息網7月9日報導 據美國趣味科學網站7月9日報導,地球動態磁場方向改變的速度可能遠遠快於科研人員此前的估計。

這種磁性氣泡使大氣固定在適當的位置,保護我們免受有害的宇宙輻射和太陽風的影響。但是,這個磁場的磁極每百萬年中會發生幾次反轉,磁場的北極和南極交換位置。上一次出現這種情況是在大約78萬年前,人們此前估計這一過程需要數千年時間,以每年約1度的速度改變方向。

但研究人員在一項新的研究中指出,這一變化和其他有關磁場方向重大變化的發生速度可能比人們此前的估計快10倍,比最近觀察到的變化速度快將近100倍。

報導稱,地球外核在地表以下2800公里處旋轉,而熔鐵在地球外核的晃動為地球隱形磁場提供了動力。流動、導電的熔鐵岩漿會產生電荷,從而決定磁極的位置,並形成環繞地球並連接磁極的隱形磁力線。

地核與磁場之間的相互作用是複雜的。該研究報告的第一作者、英國利茲大學地球與環境學院副教授克里斯托弗·戴維斯說,地核與磁場的串聯流產生了一些點,它們在一些地方磁性很強、而在另一些地方磁性則較弱;磁力的強度隨著時間的推移以及地核和地球表面位置的不同而變化。

戴維斯在電子郵件中說,在熔鐵地核中,“流體扭動並延展磁場,而磁場隨之作用於流體,反抗對它的形變”。

他解釋說:“這些流體的流動湍急——簡單地說,可能就像鍋中的沸水那樣流動。”他說:“因此,流體和磁場之間的相互作用隨其在地核內部的位置不同而變化。”換句話說,隨著液體內核“沸騰”,流體的運動在地核的不同位置造成磁力變化,進而影響這些區域對磁層的影響。

科學家現在可以觀測到這些相互作用中的一些變化,比如高緯度地區出現了小範圍的高強度磁場;向東方或西方偏移的磁場特徵;以及非洲和南美洲之間存在一個長期弱磁場區,即南大西洋異常區。

報導稱,幾個世紀前,水手在船舶航行日誌中記錄了磁場的變化;近幾十年來,衛星和天文台捕捉到了這種變化。事實上,據此前報導,最近的觀測顯示,在過去160年里,地球磁場強度已經減弱,這表明地球磁極反轉可能會提前而不是延遲發生。

但戴維斯說,追蹤磁場遙遠過去的變化要困難得多。

他說:“我們知道磁極反轉,但對於地球磁場在數千年至數百萬年間發生的一切,仍有很多待解之謎。在我們的工作中,我們提出了這個問題:在這些時間跨度內,磁場的轉向能有多快?”

報導指出,為了回答這個問題,戴維斯和研究報告的另一位作者、美國聖迭戈斯克里普斯海洋研究所教授凱瑟琳·康斯特布爾使用了一個新的磁場模型,該模型根據過去10萬年來的大量磁場觀測數據搭建。戴維斯說,磁場的變化顯現在海洋沉積物、冷卻的熔岩流甚至人造結構和物品中。

戴維斯還說:“然而,就像從地球表面觀測得到的所有模型一樣,它只能向我們展示下至地核頂部的磁場區域;我們無法‘看到’地核內部。因此,我們將這些結果與產生磁場物理學現象的計算機模擬相結合。”

戴維斯和康斯特布爾發現,在磁場減弱的區域,磁場每年轉向的速度可能高達10度——這個速度是此前模型所顯示的10倍,比現代觀測到的變化快大約100倍。

模擬顯示,當熔岩地核方向發生反轉時,磁場方向將發生急劇變化。這種地核反轉的現像在靠近赤道的地方更為常見,這與研究人員觀察到的低緯度地區磁場方向快速變化相一致。(編譯/胡溦)

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