地球磁場向西漂移,沒有人知道為什麼

在過去的400多年裡,人類一直在測量地球的磁場,它已經無情地向西方漂移。現在,一種新的假設表明,地球外核中的奇異波可能導致這種漂移。慢波,被稱為Rossby波,在旋轉流體中產生。它們也被稱為“行星波”,它們存在於許多大型的旋轉天體中,包括地球上的海洋和大氣,以及木星和太陽。地球的外核也是一種旋轉流體,也就是說,羅斯比波也在內核中循環。而海洋和大氣羅斯比波波峰與地球的向東向西移動旋轉,羅斯比波的核心是“有點像把大氣羅斯比波內而外、”

地球磁場向西漂移,沒有人知道為什麼

旋轉的力量

地核中磁鐵礦的旋轉產生了地球的地磁場。地磁場反過來保護地球免受太陽輻射,使地球上的生命變得重要。如果沒有它,地球表面將會受到來自太陽的帶電粒子流的轟擊,最終會撕裂地球大氣層。巴茲利在試圖理解在地球核心傳播的波時,意識到其中一些波可能解釋了地球磁場的奧秘之一。在過去的四個世紀裡,科學家們測量了磁偏角,即正北與羅盤指針點的區別。(因為磁場中充滿了局部的小異常,指南針的指針相對於真正的北方移動了一點,這取決於你站在哪裡。)在這四個世紀中,這些偏差測量顯示的異常顯示出向西移動的趨勢,Bardsley在新研究報告中報道,該研究發表在《皇家學會學報a》上。向西漂移主要表現為在赤道附近的大西洋上的一系列斑點,它們每年漂移約10.5英里(17公里)。

東部和西部

解釋漂移的理論通常集中於外核的動力學。最流行的假設是,外核包含一個類似於大氣層噴射流的環流,它恰好向西移動,同時也在拖著地球的磁場。問題在於沒有特別的理由說明為什麼會存在這種環流。這很可能存在,但鑑於沒有直接證據,其他解釋仍有可能。巴茲利說,一種可能性是,羅斯比波解釋了地球表面磁場的奇異性。這有點奇怪,因為羅斯比波的核心是向東移動的波峰,相對於向西移動的漂移。但波浪的波峰並不總是代表它們的總能量運動。

巴德斯利說:有一群波浪形的浪花是完全有可能的,但是大部分的能量都流向了西部。類似的事情甚至可能發生在水波上。它們的波峰通常與它們能量的大部分方向相同,但它們的速度不一定相同。地球磁場的表面測量捕獲了大量的能量運動,但並不是所有的小細節。因此,羅斯比波具有向西移動的大規模趨勢,可以解釋在大西洋上測量的向西漂移。這些小規模的細節,比如向東移動的波峰,是不可能被探測到的。

向西漂移和羅斯比波假說與一個更著名的關於磁場的問題無關:它會翻轉嗎?在整個地球的歷史中,磁北極和磁南都發生了交換。這並不是特別有問題,只是需要大約1萬年的時間,而這一過程導致了異常現象的增加和兩極之間磁場的減弱。一個被削弱的磁場可以讓更多的太陽粒子通過,從而破壞電網,並導致導航系統出現問題。然而,科學家們並不確定在過去的一兩個世紀裡磁場的減弱是一個即將發生的觸發器的信號,或者僅僅是一個可恢復的擺動。

博科園-科學科普|文:Stephanie Pappas/Live Science


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