地球的磁场平均每几十万年左右就会翻转一次,这意味着磁北变成磁南,反之亦然(地球实际上并没有颠倒)。新的研究表明,这种方向的改变发生的速度可能比之前想象的快 10 倍。
对于研究磁场变化如何影响地球上的生命、我们的星球如何随时间演变以及我们如何更好地预测未来几年的下一次逆转的科学家来说,这是一个大新闻。
过去的古地磁研究表明,磁场方向每年变化最多 1 度,但最新研究表明,每年变化最多 10 度是可能的。
这是基于对地表以下约 2,800 公里(1,740 英里)处由镍和铁制成的外核的详细计算机模拟,该外核控制着我们的磁场。
“我们对 400 年前之前的磁场了解非常不完整,”地球物理学家克里斯·戴维斯说来自英国利兹大学。
“由于这些快速变化代表了液体核心的一些更极端的行为,因此它们可以提供有关地球深层内部行为的重要信息。”
戴维斯和他来自加州大学圣地亚哥分校的同事凯瑟琳·康斯特布尔将他们的计算机建模与最近发布的时间表他们对过去 10 万年的地球磁场进行了研究,发现其他研究与他们自己的预测非常吻合。
地球磁场的变化在沉积物、熔岩流甚至人造物体中留下了痕迹,尽管在弄清楚磁场如何变化以及在多长时间内发生变化时,仍然需要一些有根据的猜测。
新研究发现,方向的更快变化似乎与磁场的局部减弱相一致。特别强调了一个转变:39,000 年前,就在最近的一次变化之后,每年移动 2.5 度。拉尚游览翻转时,中美洲西海岸周围的地球磁场减弱。
“了解磁场的计算机模拟是否准确反映从地质记录推断的地磁场的物理行为可能非常具有挑战性,”警官说。
“但在这种情况下,我们在一系列计算机模拟中,在最极端事件的变化率和一般位置方面都表现出了极好的一致性。”
地球磁场不仅帮助我们使用指南针(或智能手机)从 A 地到达 B 地,还使我们免受太空和太阳辐射的风化影响。你可能没有意识到,磁极是总是徘徊。
更多地了解这些转变和翻转是如何发生的以及以何种速度发生对于从重新配置卫星到处理辐射暴露变化的一切都至关重要这可能会导致来自场的逆转。
不过,我们一直在学习:关于有多频繁这些逆转现在也太快了。研究人员希望进一步的模拟可以为我们提供线索,帮助我们了解在对磁场随时间变化的状态进行现场记录时最好在哪里进行观察。
“对这些模拟中不断变化的动力学的进一步研究提供了一种有用的策略,可以记录如此快速的变化是如何发生的,以及它们是否也在像我们今天所经历的稳定磁极性时期被发现,”警官说。
该研究发表于自然通讯。