地球磁场的变化要比人类想象的快十倍!
磁场强度在地核和地球表面的位置会随着时间发生变化，以致会发生磁极逆转。之前预估这一过程需要数千年，但最新科学研究发现磁场方向的变化速度比曾经模型预测的快10倍，比现代观测到的快100倍。
新模拟将100000年之间磁场的变化呈现在人类的眼前。
当太阳喷射出的冠状物体接触到地球的磁场时，一场盛大的灯光展会在天空出现，如上图出现在冰岛的北极光。
地球动态磁场的变化比任何科学家预测的还要快。
磁场像是一个气泡包裹着地球，阻止有害的宇宙辐射和太阳光进入地球，并牵制着大气层。但每几百万年，磁场的两级会调换位置。上一次这样的事情发生在780000年之前，这样的变化预计需要几千年来完成，每一年移动一度左右。
学者在最近的一片文章中指出，类似于这样磁场方向显著的变化，可能比预期得要快十倍，比起最近的观测要快一百倍。
地球内部的熔岩铁在不断晃动，变换位置，有时会穿过超过2800千米的距离，如此控制地球的磁场。由于翻滚，可导电的岩浆产生出正负电极，如此决定磁性南北极的位置，与看不见的磁场线的形状。
上图：地核
磁场与地球核心的关系很复杂，他们串联的流动使得一些区域有着强力的磁场。一些区域的磁场则较弱，并在不同时期不同，克里斯托弗·戴维斯，这项研究的领头者说道。他是英国利兹大学地球与环境学院的一名副教授。
在地球熔岩的核心，“熔岩的流动扭曲，延长磁场，变化的磁场进一步影响着熔岩的流动，抵抗着它所经历的变化”，戴维斯在一封邮件中如此对《科学在线》说道。
“熔岩的流动是湍流，简单来讲，与滚水在锅中的流动相似。”他如此解释，“所以流动与磁场的关系在不同的位置不同。”换句话说，当液态的核心“沸腾”时，熔岩的运动在不同的区域导致了上，或下方向的磁力，紧接着继续导致了地球感受到磁场的不同。
上图：电脑模拟展现出正常磁极点，与变成反磁极点的过程。线条代表了磁场线，蓝色代表磁场线指z向中心，黄色代表磁场线指向反方向。（图像由洛斯阿拉莫斯国家实验室提供）
这种相互影响中的一些变化在今天可被科学家观测到，例如在高纬度地区出现的区域性高强度磁场，东西向漂浮的磁场特征，以及处于非洲于南美洲之间的一处弱磁场点，称为南大西洋异常区。
《科学在线》报道称，几个世纪之前，水手的航海记录中描述着磁场方向的变化，而近几十年，卫星和观测台同样探测到了相似的变化。事实上，最近的观测显示磁场强度在过去的160年中逐渐减弱，说明磁极的反转即将发生。
“但探测到过去磁场的变化并不容易。”戴维斯说。
“我们对极性反转有所了解，但关于磁场在这几千，几百万年之间如何改变，我们仍要展开研究。”他继续说，“我们的研究致力于找到这个问题的答案：在这些时间线上，磁场方向的变化有多快？”
顺其自然
为了找到这个问题的答案，戴维斯与这项研究的共同作者，凯瑟琳·康斯特布尔（位于圣地亚哥的斯克里普斯海洋研究所教授）一起，运用了一个由过去100000年磁场变化的数据建立的模型。戴维斯表示，磁场的变化会在许多地质中呈现出来，例如海洋沉积物，冷却的岩浆，甚至人类制造的建筑或物品。
上图：磁场的强度在不同区域不同
“但就像所有基于地面观测数据的模型一样，它提供的信息只包括地核之上的部分”，戴维斯表示，“所以我们将得到的结果与产生磁场的物理原理结合。”
戴维斯与康斯特布尔发现，在磁场减弱的区域，每年变化可高达10度，这是之前模型预测的十倍，现代观测数据的一百倍。
模型显示，当大片的熔岩反转方向时，磁场的方向会迅速变化。这一核心性的变化在赤道附近更加常见，与研究者所观测到的低纬度磁场变化迅速一致。
最后，这篇研究的作者写道，这一新现象趋势未来的科学家将目光聚焦在赤道的附近。
作者:Mindy Weisberger
FY: mjr
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