美國太空網報道，地球磁場保護了地球不受到來自太陽帶電粒子流的影響，避免它成為貧瘠的、類似火星的不毛之地。在過去的300年間，科學家們記錄了磁場向西漂移的特征，卻一直無法解釋其中的原因。基于之前研究獲得的見解，以及近四個世紀收集的數據，一支國際科學家小組提出了一個新模型，以解釋地球磁場向西漂移的原因。
地球磁場是由熔外層地核的相互作用產生的。流動的鐵會產生電流，電磁場會持續發生變化。
“就地核-地幔對齊的狀態，科學家們曾提出不同的配置，”研究首席作者、法國巴黎第七大學的朱利安·奧伯特（Julien Aubert）這樣說道。“具體的成分一直都沒變，只是他們一直沒有找到正確的配置，尤其是導致產生地磁向西漂流特征的。”
溫度和引力的驅動
包圍地球的磁場是由地球地核深處的相互作用產生的。地球內核是固體，而外核則是流動的液態鐵，后者產生電流最終導致磁場的產生。環繞地球的磁場一直發生著變化，這種漂移主要發生在西半球低緯度地區。這種赤道附近產生的快速移動磁塊以20千米每年的速度漂移。這些變化是由地核密集活動區域驅動的，而產生這種活動的原因科學家一直無法解釋。
基于長達400年收集的數據，包括十多年的持續全球衛星觀測，奧伯特的研究小組創造了第一個解釋磁場向西漂移的模型。引力導致內核和地幔對齊，逼迫外核的流體金屬形成巨大的旋轉漩渦，也被稱為環流。這些環流大的深至2700千米深處的地幔層，較小的環流則靠近地表。由于這些環流主要集中在低緯度地區，核心對流驅逐它們并推動它們向西移動，模型這樣顯示。
同時，冷卻的地球導致外核緩慢的固化。在幾百萬年的時間內，整個地核將變成固態鐵。研究小組總結稱地核并非均勻生長，而是以不同速率冷卻，整個地核的固體物質的改變有所差異。“印度尼西亞下方的內核增長是最快的，因為它受到地球地幔的影響。” 奧伯特這樣說道。
這種分離冷卻導致外核浮力的不均勻釋放，當它到達地核表面它將扭曲環流，這些轉移創造了西半球赤道附近向西漂移的板塊。研究小組的發現被發表在10月9日的期刊《自然》上。
這張藝術家印象圖展示了金星、地球和火星的磁場與太陽發射的帶電粒子流發生相互作用。地球磁場保護了自身不受到傷害。
數個世紀的記錄
為了創造這個細節模型，奧伯特不僅依賴了現代衛星觀測，還結合了數個世紀前收集的數據。“1962年，英國天文學家埃德蒙·哈雷（Edmund Halley）——解釋彗星運動的天文學家——觀測到地磁向西漂移的現象，這大約是300多年前。” 奧伯特說道。
“對地磁變動的繪制追溯到1590年，這完全是數學家和歷史學家合作的結晶——從船舶航海日志里搜集了磁場觀察，并將它們與觀測數據相結合。”這種長期觀測非常重要，因為核心對流每個世紀都在發生變化。“如果你沒有這些數據，那么你對該系統的觀測時間還不夠長，因此無法得出可行的結論。”
理解地球地核和磁場在過去是如何發生變化的能夠幫助科學家理解它未來的進化。由于磁場保護地球不受到有害的太陽輻射，因此理解它是如何變化的以及隨著時間將如何變化非常重要。“能夠正確的建模地磁變動意味著我們能夠預測磁場在下個世紀將如何發展。” 奧伯特說道。
這些理解也將幫助行星科學家更好的了解除地球以外的行星。“一旦朱諾號木星探測器（Juno）于2016年到達木星，我們或可能測量木星的磁場波動并進行相同的分析。” 奧伯特補充說道。
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本文標題：[圖]最新模型解釋地球磁場詭異向西移動
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