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地磁场在起作用,地质学家不知道为什么

2020-02-09 15:03:56来源:

1月9日更新:由于美国政府持续关闭,世界磁场模型的发布已推迟至1月30日。

世界之巅正在发生着奇怪的事情。在铁心晃动的液态铁的推动下,地球北极的磁极已从加拿大飞向西伯利亚。磁极移动如此之快,以至于迫使世界地磁专家采取了罕见的行动。

从1月15日起,他们将更新世界磁场模型,该模型描述了行星磁场,并且是所有现代导航的基础,从海上操纵系统到智能手机上的Google Maps。

该模型的最新版本于2015年发布,原本应持续到2020年,但磁场变化如此之快,以至于研究人员必须立即修复该模型。科罗拉多大学博尔德分校和美国国家海洋与大气管理局(NOAA)国家环境信息中心的地磁学家Arnaud Chulliat说:“错误一直在增加。”

问题部分在于动极,另一部分在于行星深处的其他变化。地核中的液体搅动会产生大部分磁场,随着深度流的变化,磁场会随着时间而变化。例如,在2016年,部分磁场暂时在南美洲北部和太平洋东部深处加速。诸如欧洲航天局群号飞行任务之类的卫星跟踪了这一转变。

到2018年初,世界电磁模型陷入困境。来自NOAA和爱丁堡的英国地质调查局的研究人员一直在进行年度检查,以检查该模型捕获地磁场所有变化的程度。他们意识到这太不准确了,以至于超出了导航错误的可接受极限。

流浪杆

Chulliat说:“这是我们发现自己的有趣情况。”“发生了什么?”答案是双重的,他上个月在华盛顿特区举行的美国地球物理联盟会议上报道。

首先,在2015年更新《世界磁模型》之后,南美洲下方的2016年地磁脉冲发生在最糟糕的时间。这意味着磁场在最新更新之后就以计划人员未曾预料到的方式消退了。

其次,北极的运动使问题更加严重。自从詹姆斯·克拉克·罗斯(James Clark Ross)于1831年在加拿大北极圈首次测量以来,这根极柱以无法预测的方式迷住了探险家和科学家。在1990年代中期,速度加快,从每年约15公里增加到每年约55公里。到2001年,它进入了北冰洋,在2007年,包括Chulliat在内的一个团队将一架飞机降落在海冰上,试图找到北极。

2018年,杆子越过国际日期变更线进入东半球。目前,它正成为西伯利亚的一条直线。

在磁场变化迅速的地方(例如北极),地球磁场的几何形状会放大模型误差。Chulliat说:“事实上,极点正在快速移动,这使得该地区更容易出现大误差。”

为了修正世界磁场模型,他和他的同事们提供了三年的最新数据,其中包括2016年的地磁脉冲。他说,新版本应该保持准确,直到2020年下一次定期更新为止。

核心问题

同时,科学家们正在努力理解为什么磁场变化如此之大。地磁脉冲,就像2016年发生的那样,可以追溯到岩心深处产生的“磁磁”波1。北极的快速运动可能与Canada2下方的液态铁高速射流有关。

英国利兹大学的地磁学家菲尔·利弗莫尔(Phil Livermore)在美国地球物理学会会议上说,这架喷气式飞机似乎正在涂抹并削弱了加拿大下方的磁场。这意味着加拿大实际上在与西伯利亚之间失去了一场激烈的拔河比赛。

利弗莫尔说:“北磁极的位置似乎由两个大范围的磁场控制,一个在加拿大之下,一个在西伯利亚之下。”“西伯利亚补丁正在赢得比赛。”

这意味着在可预见的未来,世界地磁学家将有很多事情可以使他们忙碌。

自然565,143-144(2019)