在我们脚下，在地球深处，液态铁正在产生我们都认为理所当然的磁场。
但磁场时不时会反转或翻转其极性。 曾经的磁北变成了磁南——反之亦然。 这些逆转何时发生以及为何发生一直是一个持久的谜。
但我们的新研究表明地球磁场与古代洋底从地表下降到热韧性区域的数量之间存在关系下面的地幔，通过称为俯冲的过程。
（凯·兰卡斯特，利物浦大学）
这种关系不仅可以让我们了解在任何时间段内发生了多少次磁场反转，还使我们能够了解地幔（地壳和地核之间的地球层）移动的速度。
这很重要，因为地幔运动最终是产生几乎所有地震、火山和山脉的原因。热羽流地幔也可能负责地球上的大灭绝。
如果我们能够了解地幔的运作方式，我们就能更好地了解影响我们物种的长期地质现象。
平台墓地
板块构造这是一种科学理论，认为地球的“岩石圈”（寒冷的最上层地幔和地壳，它们焊接在一起）被分成七个大板块和许多较小的板块。 板块是由大洋中部扩散中心的火山活动形成的，例如大西洋中部裂谷。
一旦到达地表，新的岩石圈就会远离扩散中心并在数百万年的时间内冷却。 随着时间的推移，它变得更加致密，最终岩石圈沉回热地幔中俯冲带，比如发现就在安第斯山脉以西。
此时，板块从地球表面消失。 但地震学家声称可以识别较冷的岩石圈“板”在地幔深处它们从地表消失后长达三亿年。
岩石圈板片向下下降了数千公里，在此过程中取代了大量的固体地幔，并在密度大得多的液态铁外核上方形成了一个“板片墓地”。
这意味着岩石圈板块下降了 2,890 公里，在那里它们可能会影响铁液在地壳中的运动。底层核心。
但对于板块下沉到足以影响核心所需的时间，存在着强烈的分歧。 估计范围为约 50m 至 250m 年。
地核磁活动化石
地球磁场已经持续了数十亿年，尽管它的极性已经翻转了很多次。
由于磁场在地球表面形成的许多岩石中留下了化石磁化强度，因此我们拥有地球磁场如何随时间变化的“古地磁记录”。
我们还知道，这些逆转发生的速度差异很大。 它们在过去几百万年中发生的速度比之前一亿年中的发生速度更快。
为什么极性变化的速度如此不同仍然是一个很大的谜团。
地球磁场是由液体外核产生的发电机过程将导电流体的运动转化为电磁能。
这个过程在原理上类似于发条火炬中使用的发电机。 因此，我们的地球核心对其向覆盖的较冷地幔散失热量的速度很敏感。
当冷俯冲板块到达下地幔时，它们会增加地核的冷却速度，从而加速其中液态铁的运动。 根据数值模型，这种额外的运动应该会导致反转率也增加。
那么，当地表发生更多俯冲时，磁场反转率是否会增加？
如果是这样，那么我们期望测量俯冲和反转率变化之间的时间延迟，因为板片在影响地核之前必须下沉很长一段距离。
我们的研究旨在测量板块沉入粘性固体地幔的速度。
为此，我们检查了“俯冲通量”（进入地幔的冷板片区域）和地磁极性反转率（翻转发生的频率）的记录。 俯冲通量数据涵盖了过去 4.1 亿年的全球俯冲通量数据模型板块构造学。
反转率数据来自 5 亿年前的新汇编。
我们还使用了全球年龄汇编锆石颗粒（出现在俯冲板块上方形成的火成岩中的一种矿物），也可能随俯冲通量而变化。
当我们对俯冲通量、磁反转率数据和锆石年龄频率进行统计分析时，我们发现与大约 1.2 亿年的“地表到地核”时间延迟相关。
因此，地球磁场很可能受到这些下沉的岩石圈板块的影响。
这种相关性并不完美，即使是完美的，也不一定意味着因果关系，因为许多潜在的因素混杂因素可能正在发挥作用。
但这是一个令人鼓舞的结果，因为它符合我们对地球深处如何运作的预期，并且给我们带来了一个位于之前估计中间的时间延迟。
它还做出了一个独特的预测，即由于俯冲通量在过去1.2亿年中减少，反转率预计在未来1.2亿年中减少。
现在的挑战是找出地幔实际移动的速度有多快。 如果我们能够了解导致地震、火山和山脉的古老而深层的过程，我们就能更好地了解影响我们日常生活的地质现象。
安德鲁·比金，古地磁学教授，利物浦大学和马克·豪恩斯洛，研究员，兰卡斯特环境中心，兰卡斯特大学。
