地球磁场正在减弱

2020年8月5日18:56:55 发表评论

地球磁场正在减弱

根据欧洲航天局(ESA)的数据,从非洲到南美,该地区的磁场逐渐减弱。像往常一样,这种异常流动使地球物理学家感到困惑。这是因为绕地球轨道运行的卫星会造成技术障碍。科学家利用来自欧空局(ESA)蜂群的数据来研究被削弱的地区,即南大西洋异常。 

全球磁场强度减弱

地球磁场对于地球上的生命至关重要。因为它可以保护我们免受宇宙辐射和来自太阳的带电粒子的伤害。产生地球磁场的地方是地球的“外部核心”。地球外核的温度高于4,400℃。外芯中的物质处于液态。由于同位素衰变产生的热量,该液态外核在温度和密度上存在差异。结果,对流在外芯中发生并且正在旋转。特别地,外芯的材料主要由铁制成,并且随着外芯材料的对流,离子原子移动。结果,产生电流。地球发出巨大的磁场。以这种方式产生的地球磁场是非常动态的。

磁场具有不同的强度和方向。例如,最近发表在《自然地球科学》上的一项研究表明,北磁极的位置正在迅速变化。磁极是地球表面上磁场垂直向下指向的点。地球磁场垂直向上指向的点称为南磁极。 

在过去的200年中,全球磁场平均减弱了9%左右。在非洲和南美之间,出现了磁强度降低的大区域。这是一个被称为南大西洋异常的弱化地区。

从1970年到2020年,该地区的最小磁场强度从约24,000纳特斯拉下降至22,000纳特斯拉,而反常现象则以每年约20公里的速度向西移动。在过去的五年中,在南美西南部发现了第二点,那里的磁场减弱了。这表明南大西洋异常可以分为两部分。最初,强度最小的中心形成在南美洲中部,新减弱的磁场在非洲西南部徘徊并出现在东部。

地球磁场通常可视为地球中心强大的偶极杆磁铁,与旋转轴倾斜约11度。但是,南大西洋异常的增长表明产生磁场的过程要复杂得多。一个简单的偶极子模型无法解释最近增长的第二点。

它揭示了磁场“群虫卫星”的秘密。

科学家们正在使用来自ESA的Swarm星座的数据来更好地理解这种异常。群体星座旨在识别和精确测量构成地球磁场的不同磁信号。

德国地球科学研究中心的JürgenMatzka说:“在南大西洋异常东侧的磁场强度最小的点发生在过去十年中,并且近年来一直在积极发展。”他说:“我们很幸运能将Swarm卫星送入轨道,以调查南大西洋的异常情况。”

人们猜测,由于磁场的减弱以及地球北极和南极的极性,地球磁逆转的迹象是否正在改变。这些事件在地球历史上已经发生过很多次。地球磁场一次改变磁场的极性。这称为磁反转现象。当磁场的极性改变时,代表当前地球磁场的北极的磁性北极指向南极。换句话说,指南针的N极和S极指示的方向改变。发生这种情况的原因是,外芯中的熔融材料改变了方向。

最近的逆转发生在大约780,000年前。考虑到平均逆转平均每25万年发生一次,因此推测该逆转应该早就完成了。据说南大西洋的磁场强度在正常波动范围之内。据说南大西洋异常目前不在预警阶段。但是,由于磁场弱,在该区域飞行的卫星或航天器很可能会遭受技术故障,因此带电粒子可以穿透低地球轨道卫星。

如果地球磁场消失了怎么办?有一部电影最能描述这种情况。这是电影<Core(2003)>。如果影片中描述的地球磁场消失,鸟类将失去方向并侵入挡风玻璃,或者GPS和导航将成为饲料。宇宙辐射会穿透表面,对生命造成致命伤害。

 

参考:利佛摩,菲利普·W,克里斯托弗·C·芬利和马修·贝利夫。“最近的北磁极向西伯利亚加速是由通量波瓣伸长引起的。” 自然地球科学(2020):1-5。 

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