江苏龙网

  1. 首页 > 资讯 > 资讯 > >

「新浪科技」新模型揭示地磁场变化速率比预计的快10倍新浪科技2020-07-15 09:14:370阅

新浪科技讯 北京时间7月15日消息 ， 在近期的新研究中 ， 科学家通过模拟显示了10万年以来地磁场的动态变化 ， 揭示地球磁场改变方向的速度要比原先预计的快得多 。
地磁场源自于地球内部 ， 延伸至太空 ， 就像一个保护罩一样 ， 使地球的大气层保持在适当的位置 ， 并保护生命免受宇宙辐射和太阳风的伤害 。 不过 ， 地磁场平均每几十万年就会发生一次地磁逆转 ， 即磁北极和磁南极突然（在地质时间尺度上）互换位置 。 上一次发生这种情况大约是在78万年前 ， 称为布容尼斯-松山逆转 。 在之前的研究中 ， 科学家估计这个过程需要数千年 ， 以每年约1度的速度改变 。
在这项新研究中 ， 研究人员指出 ， 地磁场的这种方向变化可能比以往认为的快10倍 ， 并且比最近观测到的变化快将近100倍 。
「新浪科技」新模型揭示地磁场变化速率比预计的快10倍新浪科技2020-07-15 09:14:370阅
文章图片
图1/3当太阳抛射的日冕物质撞击地球磁场时 ， 就会产生壮丽的极光 。 这是在冰岛上空拍摄的极光景象在地球表面下约2800公里处 ， 地核的液态外核在不断流动 ， 为无形的地磁场提供了动力 。 翻滚的导电岩浆产生了电荷 ， 而这些电荷决定了磁极的位置 ， 并形成了无形的磁力线 。 这些磁力线包裹着地球 ， 连接着南北磁极 。
地核和磁场之间的相互作用十分复杂 。 外核中的熔融铁、镍的对流导致某些地方极具磁性 ， 而另一些地方则磁性较弱 。 英国利兹大学地球与环境学院副教授、该研究的主要作者克里斯托弗·戴维斯表示 ， 地球表面的磁场强度会随着时间而变化 ， 也会因地核的不同位置而改变 。 在熔融的地核中 ， “流体扭曲并拉伸磁场 ， 而磁场反过来推动了流体 ， 抵抗这种扭曲” 。
“这种流体是很动荡的 ， 简单来说 ， 就像一锅沸水里的水流一样 ， ”戴维斯说 ， “因此在地核内部 ， 流体和磁场之间的相互作用是不同的 。 ”换句话说 ， 当液态外核“沸腾”时 ， 这种运动在地核不同部分导致磁力的起伏 ， 从而决定了这些区域如何影响磁层 。
「新浪科技」新模型揭示地磁场变化速率比预计的快10倍新浪科技2020-07-15 09:14:370阅
文章图片
图2/3非逆转时期地球磁场的计算机模拟图像 。 线条代表磁场线：从地核伸出时为黄色 ， 回入地核时为蓝色对今天的科学家来说 ， 这些相互作用中的某些变化是可见的 ， 比如高纬度地区的强磁场区域；向东或向西漂移的磁场特征；以及在非洲和南美洲之间的一个长期存在的磁场弱区 ， 即南大西洋异常区 。
早在几个世纪以前 ， 水手们就在航海日志中记录了这一区域的磁场变化；近几十年来 ， 卫星和天文台都捕捉到了这种变化 。 据此前的报道 ， 近年来的观测表明 ， 在过去的160年里 ， 地球磁场的强度实际已经减弱 ， 这表明地球可能会更早地经历地磁逆转 。
不过 ， 戴维斯指出 ， 追踪遥远过去的磁场变化要比想象的更具有挑战性 。 “我们知道磁极会发生倒转 ， 但在数千年到数百万年的时间里 ， 磁场究竟是如何变化的 ， 仍然有很多信息等待发现 ， ”戴维斯说 ， “在我们的研究中 ， 我们提出了这样一个问题：磁场在这些时间尺度上改变方向的速度能有多快？”
追踪流向
为了回答这个问题 ， 戴维斯和该研究的合著者凯瑟琳·康斯特布尔建立了一种新的磁场模型 。 该模型使用了过去10万年间的大量磁场观测数据 。 戴维斯表示 ， 磁场变化可以体现在海洋沉积物、冷却的熔岩流 ， 甚至是人造结构和文物中 。
“然而 ， 像所有基于地球表面观测的模型一样 ， 这个模型也只能向我们展示地核顶部的磁场；我们不能‘看到’地核内部 ， ”戴维斯补充道 ， “因此 ， 我们将这些结果与计算机模拟的磁场产生的物理过程结合起来 。 ”归根结底 ， 磁场的产生源自地核的运动 。
戴维斯和康斯特布尔发现 ， 在磁场变弱的地区 ， 磁场方向每年的改变可达10度 。 这一变化速率比之前模型预测的结果快了10倍 ， 比目前观测到的变化速率快100倍 。
模拟结果表明 ， 当地核熔融区域的方向逆转时 ， 磁场方向将发生剧烈变化 。 这种地核逆转在赤道附近更为常见 ， 与研究人员在低纬度地区观察到的磁场方向快速变化相吻合 。 研究人员在论文中写道 ， 这项关于低纬度地区磁场变化最快的新证据表明 ， 未来科学家应该把注意力放在这些区域 。
【「新浪科技」新模型揭示地磁场变化速率比预计的快10倍新浪科技2020-07-15 09:14:370阅】康斯特布尔说：“对这些模拟过程中不断变化的动力学进行更深入的研究 ， 将为我们提供有用的策略 ， 以记录这种快速变化如何发生 ， 并了解这种变化是否也会出现在像我们今天这样的磁极稳定时期 。 ”该研究的结果在线发表在7月6日的《自然-通讯》杂志上 。 （任天）
「新浪科技」新模型揭示地磁场变化速率比预计的快10倍新浪科技2020-07-15 09:14:370阅
文章图片
图3/3


    推荐阅读


    上一篇：【新浪科技】Facebook下月推出音乐流媒体服务 对标YouTube新浪科技2020-07-15 09:14:260阅

    下一篇：##内测微信小商店？腾讯的电商生意，终究还是门口蹭蹭而已2020-07-15 09:14:450阅