地球磁场正向西偏移?或与罗斯比波影响有关

网易科学人
2018-05-30

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网易科学人2018-05-30

人类对于地球磁场的测量已经有400多年历史,地球磁场正不可阻挡的向西偏移。现在有一项最新的假设理论称,地球外地核的古怪波动或许导致了这种变化。

液体环流中存在一种被称为罗斯比波的慢波,它们有时候也被称为行星波,许多旋转的巨大星体中都能发现罗斯比波的身影,其中就包括地球的海洋和大气中,木星和太阳上也存在罗斯比波的身影。

地球的外地核也是一种旋转的液体,这意味着罗斯比波也在外地核中存在。罗斯比波新假设理论研究的论文作者,英国剑桥大学的一位博士生O.P. Bardsley称,无论是海洋还是大气中,罗斯比波都向西移动,与地球的自转方向相反,它们的波峰总是向西移动。

地球核心磁铁的旋转产生了地球的磁场。地球磁场反过来保护地球免受太阳辐射,这对于地球上的生命来说是至关重要的。没有磁场,地球的表面会遭受到太阳带电粒子流的轰击,那样会导致地球的大气层最终消失。

在试图了解通过地核传递的能量波时,Bardsley意识到其中一些能量波或许能够揭开地球磁场的一个谜题。在过去的400多年时间里,科学家已经对磁偏角进行了测量,也就是真正的北向与罗盘指针指向之间的差异。

Bardsley在5月15日发表的最新研究中称,在过去的400年里,偏差测量揭开的异常现象表明了一种磁场向西偏移的趋势。它们大约以每年17公里的速度向西移动。而解释这一偏移现象的理论通常都将注意力放在外地核的动力学上。

Bardsley称,最常见的理论是认为外地核中含有一种类似于大气高速气流的回旋,这些回旋碰巧向西移动,并且牵引着地球的磁场随之而动。Bardsley称,这个理论的问题在于,没有准确的原因能够解答这种回旋存在的原因。这种回旋或许存在,但是由于没有直接证据的存在,因此其它的解释也是有可能的。

Bardsley称,还有一种可能性就是通过罗斯比波来解答地球表面磁场的古怪变化。Bardsley称,地核中的罗斯比波有着向西移动的波峰,但是波峰的移动并不总是代表着全部能量的移动。很可能有一组波的波峰向东移动,但是能量却向西移动。

Bardsley称,水波也存在类似的情况。它们的波峰通常与能量的传递方向相同,但是速度不一定相同。地磁场的表面测量捕获了大部分的能量移动,但无法细节化。因此罗斯比波能量向西移动的大趋势能够解释大西洋上空磁场的向西移动现象。但是向东移动的波峰等小规模细节可能就无法探测到。

磁场的向西偏移和罗斯比波假设理论与另外一个关于磁场翻转的问题基本无关。在地球的历史上,磁场南极和北极已经颠倒了位置。Bardsley称,这并非无法确定,只是需要大约1万年才能完成这一过程,而且这一过程会带来异常现象的增多,以及磁极之间磁场的减弱。

磁场减弱会让更多的太阳粒子穿过地球磁场,导致电网或者导航系统遭到破坏或者出现故障。然而,科学家们并不确定上个世纪的这种磁场弱化是否是磁极即将发生颠倒的迹象,还是仅仅是一次可以恢复的波动。

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