群探针使地球物理学家感到困惑的地球磁场的奇异减弱

时间：2022-04-14 09:25:08 来源：

人们认为磁场主要由过热的旋流铁水产生，该铁水构成了我们脚下3000公里处的地球外核。就像自行车发电机中的旋转导体一样，它会产生电流，从而产生不断变化的电磁场。磁场的其他来源来自地幔和地壳中的矿物质，而电离层，磁层和海洋也起着作用。ESA的三颗Swarm卫星星座旨在识别和精确测量这些不同的磁信号。这将使人们对许多自然过程产生新的见解，从发生在地球深处的自然过程到由太阳活动引起的太空天气。

在从非洲延伸到南美的地区，地球的磁场正在逐渐减弱。这种奇怪的行为使地球物理学家感到困惑，并在绕地球运行的卫星中造成了技术干扰。科学家们正在使用ESA Swarm星座中的数据来改善我们对这一被称为“南大西洋异常”的地区的了解。

地球磁场对我们星球上的生命至关重要。它是一种复杂而动态的力量，可以保护我们免受宇宙辐射和来自太阳的带电粒子的侵害。磁场主要由过热的旋流铁水产生，该铁水构成了我们脚下约3000 km处的外核。作为自行车发电机中的旋转导体，它会产生电流，进而产生我们不断变化的电磁场。

该场不是静态的，并且强度和方向都变化。例如，最近的研究表明，北极的位置正在迅速变化。

在过去的200年中，磁场强度损失了全球平均水平的9％。在非洲和南美洲之间，已经形成了一个磁强度降低的大区域，被称为南大西洋异常。

从1970年到2020年，该区域的最小场强已从约24,000纳米特斯拉下降至22,000纳特，与此同时，异常区域以每年约20公里的速度增长并向西移动。在过去的五年中，第二个最小强度中心出现在非洲西南部，这表明南大西洋异常可能分裂成两个独立的单元。

地球磁场通常被形象化为行星中心强大的双极条形磁铁，相对于旋转°轴倾斜约11度。但是，南大西洋异常的增长表明，产生该油田所涉及的过程要复杂得多。简单的偶极子模型无法解释第二极小值的最新发展。

Swarm数据，创新和科学集群（DISC）的科学家们正在使用ESA Swarm卫星星座中的数据来更好地理解这一异常现象。群体卫星旨在识别和精确测量构成地球磁场的不同磁信号。

来自德国地球科学研究中心的JürgenMatzka说：“在过去的十年中，出现了南大西洋异常新的东部最低峰，并且近年来正在蓬勃发展。我们很幸运能将Swarm卫星送入轨道，以调查南大西洋异常的发展。现在的挑战是要了解驱动这些变化的地球核心过程。”

人们已经推测，当前磁场的减弱是否表明地球正朝着极地反转-南北磁极切换位置的方向转变。在整个地球的历史上，此类事件已经发生过很多次，即使我们早已按平均速度（大约每250,000年）进行这些逆转，但现在在南大西洋发生的强度下降仍在正常范围之内波动水平。

在地表水平，南大西洋异常没有引起警报的原因。但是，由于该区域的磁场较弱，卫星和其他飞过该区域的航天器很可能会遇到技术故障，因此带电粒子可以穿透低地球轨道卫星的高度。

南大西洋异常起源的奥秘尚未解决。但是，有一点是确定的：来自Swarm的磁场观测正在为人们对地球内部鲜为人知的过程提供令人兴奋的新见解。

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