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蜂群探测器减弱地球磁场

在从非洲延伸到南美洲的地区,地球的磁场正在逐渐减弱。这种奇怪的行为使地球物理学家感到困惑,并对绕地球运行的卫星造成技术上的干扰。科学家们正在利用欧洲航天局蜂群星座的数据来提高我们对这个被称为“南大西洋异常”的区域的了解。

地球磁场对地球上的生命至关重要。它是一种复杂的动态力量,保护我们免受宇宙辐射和来自太阳的带电粒子的伤害。磁场主要是由海洋中过热的、旋转的液态铁形成的,这些液态铁构成了我们脚下3000公里处的外核。在自行车发电机中,它像一个旋转的导体,产生电流,而电流反过来又产生我们不断变化的电磁场。

这个磁场不是静止的,它在强度和方向上都是变化的。例如,最近的研究表明,北极的位置正在迅速变化。

在过去的200年里,磁场强度在全球平均水平上下降了约9%。在非洲和南美洲之间形成了一大片磁场强度减弱的区域,被称为南大西洋异常。

从1970年到2020年,该区域的最小场强从约24000奈米级下降到2.2万奈米级,与此同时,该异常区域以每年约20公里的速度增长并向西移动。在过去的五年里,第二个最小强度中心出现在非洲的西南部,这表明南大西洋的异常现象可以分裂成两个独立的细胞。

地球的磁场通常被看作是位于行星中心的一个强大的偶极条形磁铁,与旋转轴的角度约为11°。然而,南大西洋异常现象的增长表明,生成该磁场的过程要复杂得多。简单的偶极模型无法解释最近出现的第二个极小值。

来自群数据、创新与科学集群(DISC)的科学家们正在使用来自欧洲航天局的群卫星星座的数据来更好地理解这一异常现象。群卫星被设计用来识别和精确测量构成地球磁场的不同的磁信号。

德国地球科学研究中心的Jurgen Matzka说:“在过去的十年中,南大西洋异常的东部最小值已经出现,并且在最近几年正在蓬勃发展。我们非常幸运地将群卫星送入轨道,对南大西洋异常的发展进行了调查。现在的挑战是理解地球核心中驱动这些变化的过程。”

据推测,目前磁场的减弱是否表明地球正走向一个显著的磁极反转——南北磁极互换。此类事件多次发生在地球的历史上,尽管我们期待已久的平均速率这些逆转(大约每250年000年),强度下降发生在南大西洋现在在什么被认为是正常水平的波动。

在海平面上,南大西洋的异常现象没有引起警报。然而,由于该地区磁场较弱,所以带电粒子可以穿透近地轨道卫星的高度,因此飞越该地区的卫星和其他航天器更有可能发生技术故障。

南大西洋异常现象的起源之谜尚未解开。然而,有一件事是肯定的:虫群的磁场观测提供了令人兴奋的新见解,让我们了解到几乎不为人知的地球内部的过程。

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