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地球的磁场正向西漂移,但没有人知道为什么

来源:蝌蚪五线谱 发布于2018-05-25

地球磁场通过偏转带电粒子来保护我们不受太阳风的影响。出于某种原因,磁场一直在向西漂移。图片来源:CLAUS LUNAU/Getty

  在过去的400多年里,人类一直在测量地球的磁场,但它已经无情地向西方漂移。现在,一种新的假说表明,可能是地球外核中奇异的波动导致了这种漂移。
  慢波,亦称为罗斯贝波,会在旋转流体中产生。它们也被称为“行星波”,它们存在于许多大型的旋转天体中,包括地球上的海洋和大气,以及木星和太阳。
  地球的外核也是一种旋转流体,这意味着罗斯贝波也在其内循环。而海洋和大气中罗贝斯波具有与地球东向自转相反、向西移动的波峰,在内核中罗斯贝波“有点像大气罗斯贝波翻转了一样,”英国剑桥大学博士生OP Bardsley说道,他是一项关于罗斯贝波假说的新研究的作者。研究发现,它们的波峰总是向东移动。
  旋转的力量
  地核中磁铁矿的旋转产生了地球的地磁场。地磁场反过来保护地球免受太阳辐射,这对于地球上的生命是非常重要的。如果没有它,地球表面将会受到来自太阳的带电粒子流的轰击,最终会撕裂地球大气层。
  Bardsley在试图理解波在地球内核传播的过程时,意识到这些波可能可以解释地球磁场的奥秘之一。在过去的四个世纪里,科学家们测量了磁偏角,即磁针静止时,其所指的北方与真正北方的夹角。(因为磁场中充满了区域性的小异常,指南针的指针相对于真正的北方会稍微偏差一点,这取决于你站在哪里。)
  在这四个世纪中,这些偏差测量显示的异常展现出地磁场向西移动的趋势,Bardsley在新研究报告中报道,该研究于5月15日发表在《皇家学会学报A》上。
  “向西漂移主要表现为在赤道附近的大西洋上的一系列斑点,”Bardsley告诉现场科学,它们每年漂移约10.5英里(17公里)。
  东部和西部
  解释漂移的理论通常集中于外核的动力学。Bardsley说,最流行的假设是,外核包含一个类似于大气层喷射流的环流,它恰好向西移动,同时也在拖着地球的磁场。Bardsley表示,问题在于没有特定的理由说明为什么会存在这种环流。他说,这很可能存在,但鉴于没有直接证据,仍有可能存在其它解释。
  Bardsley表示,一种可能性是,罗斯贝波解释了地球表面磁场的奇异性。他认为这有点奇怪,因为内核中的罗斯贝波波峰是向东移动,与向西移动的大气罗斯贝波相反。但波峰并不总是代表它们的运动总能量。
  Bardsley说:“如果有一组波是峰顶向东移动,但其总能量向西,这是完全有可能的。”
  类似的事情甚至可能发生在水波上。Bardsle说,它们的波峰通常与它们能量的大部分方向相同,但速度却不一定相同。
  Bardsley说,地球磁场的表面测量捕获了大量的能量运动,但并不包括所有的小细节。因此,罗斯贝波具有向西移动的大规模趋势,可以解释在大西洋上测量到的向西漂移。而小规模的细节,比如向东移动的波峰,是不可能被探测到的。
  向西漂移和罗斯贝波假说与一个更著名的关于磁场的问题无关:即地球磁场翻转。在整个地球的历史中,磁北极和磁南极都发生了交换。Bardsle说,这并不是主要的问题,这个过程只是需要大约1万年的时间,而问题在于这一过程导致了异常现象的增加和两极之间磁场的减弱。
  被削弱的磁场会促使更多的太阳粒子穿过,从而破坏地球电网,并导致导航系统出现问题。然而,科学家们并不确定在过去的一两个世纪里磁场的减弱是一个即将发生的大事件的信号,或者仅仅是一个可恢复的暂时性不稳定状态。

 

 

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