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地磁北極正向俄羅斯大范圍漂移:速度之快原因未知

2019/1/21 8:50:26 來源:新浪科技 作者:任天 責(zé)編:小白

北京時間1月21日消息,據(jù)國外媒體報道,科學(xué)家發(fā)現(xiàn),地磁北極正在以不可預(yù)知的方式從加拿大北極地區(qū)向俄羅斯西伯利亞移動,它的漂移速度如此之快,以至于2015年才更新的全球磁場示意圖已經(jīng)過時。因此,地質(zhì)學(xué)家提出了一個新的模型。

▲地磁北極的漂移其實并不是新聞。早在19世紀(jì)初,科學(xué)家就發(fā)現(xiàn)地磁北極有漂移的傾向。到了20世紀(jì)90年代中期,漂移速度變得更快。

這個新的全球地磁模型原本計劃在1月15日發(fā)布,但由于美國政府停擺,發(fā)布時間推遲到了1月30日。一旦公布,該新模型將為各種導(dǎo)航提供參考信息,包括飛機、船舶上使用的導(dǎo)航裝置,以及人們在智能設(shè)備上使用的谷歌地圖。

▲地磁北極正在從加拿大向西伯利亞漂移,地質(zhì)學(xué)家必須對現(xiàn)有的全球地磁模型進行修正

全球地磁模型(World Magnetic Model,簡稱WMM)是少數(shù)追蹤磁偏角的模型之一,還有一個重要的模型是國際地磁參考場(International Geomagnetic Reference Field,簡稱IGRF)。磁偏角是指地球上任一處的磁北方向與正北方向(即地理北極方向)的夾角。根據(jù)對2015年全球地磁模型的一份報告,了解世界各地的磁偏角有助于磁場方位與真實地理方位的轉(zhuǎn)換,從而為船舶、飛機、天線、鉆探設(shè)備和其他設(shè)施提供導(dǎo)航服務(wù)。

美國科羅拉多大學(xué)博爾德分校兼美國國家海洋和大氣管理局(NOAA)的地磁學(xué)家Arnaud Chulliat表示,2015年更新的全球地磁模型原本預(yù)計將使用至2020年,但地磁北極出乎意料地迅速向西伯利亞移動,使研究人員必須盡早對模型進行修正。

地磁北極的漂移其實并不是新聞。早在19世紀(jì)初,科學(xué)家就發(fā)現(xiàn)地磁北極有漂移的傾向。到了20世紀(jì)90年代中期,漂移速度變得更快,從每年約15公里增加到每年約55公里。2018年,地磁北極已經(jīng)越過了國際日期變更線,進入了東半球。

來自地核的信息

地磁北極的不穩(wěn)定移動很大程度上是受到由液態(tài)鐵組成的外地核——稱為“地核磁場”(core field)影響。根據(jù)2015年全球地磁模型的報告,其他因素也可能影響地磁北極的移動,包括地殼和上地幔中的磁性礦物質(zhì),以及海水流動產(chǎn)生的電流,但這些影響與地核磁場相比非常小。

沒有人見過地核磁場,但你可以將它想象成這樣:想象在地球中心有一根巨大的磁棒,它有南極和北極兩個磁極。美國華盛頓大學(xué)地球與空間科學(xué)名譽教授羅納德·梅里爾(Ronald Merrill)指出,地核磁場代表了地球總磁場的75%(當(dāng)然,實際情況中是電流而非磁棒產(chǎn)生了地核磁場,只是用磁棒來想象更為形象一些)。

羅納德·梅里爾并未參與新全球地磁模型的研究。他還指出,地核磁場的強度正在不斷衰減,速率約為每100年衰減7%。這個磁場也在不斷移動之中,其磁北極向加拿大傾斜的角度略小于10度。

地球磁場的另外25%來自另一個磁場,可以將其想象為移動的磁棒。換句話說,當(dāng)?shù)厍蚝诵牡木薮蟆按虐簟睆姸葴p小時,另一個磁場對地球磁場的影響就會增大。“這就是導(dǎo)致地球磁場向西伯利亞方向移動的原因,”梅里爾說道。

事實上,一些科學(xué)家對地核磁場的強度衰減感到震驚,甚至懷疑這可能預(yù)示著地磁北極和地磁南極將要翻轉(zhuǎn)——就像大約78萬年前發(fā)生的情況一樣。這樣的翻轉(zhuǎn)不會在未來數(shù)千年內(nèi)發(fā)生,但將會有什么影響還有待觀察。不過,2018年一項發(fā)表于《美國國家科學(xué)院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences,簡稱PNAS)的研究稱,他們發(fā)現(xiàn)了地球磁場在還沒有翻轉(zhuǎn)的情況下就已經(jīng)減弱的證據(jù)。

這種減弱可能會導(dǎo)致磁場不穩(wěn)定,從而影響與地球磁場有關(guān)的技術(shù)應(yīng)用和發(fā)展,比如低地球軌道衛(wèi)星上使用的電子技術(shù)。漂移的地磁北極也可能帶來其他變化,隨著它的移動,觀看北極光的最佳地點可能也會隨之改變?!霸龠^一百年,可能就會有不同于現(xiàn)在的北極光最佳觀賞地點,”梅里爾說道。

深入地下

截至目前,科學(xué)家還在試圖了解地磁北極向西伯利亞漂移的確切原因。據(jù)《自然》(Nature)報道,一個觀點認(rèn)為,地磁北極的快速移動與加拿大下方外地核內(nèi)部的液態(tài)鐵高速噴流有關(guān)。英國利茲大學(xué)的地磁學(xué)家菲爾·利弗莫爾(Phil Livermore)表示,這股噴流似乎正在使加拿大下方的磁場減弱,使其無法與西伯利亞抗衡。

“地磁北極的位置似乎受到兩塊大規(guī)模磁場的影響,一塊位于加拿大下方,另一塊則在西伯利亞下方,”利弗莫爾在接受《自然》雜志采訪時說,“西伯利亞的這塊磁場正逐漸占據(jù)上風(fēng)?!?/p>

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