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發現圍繞地球核心振蕩的巨大磁波

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地球內部遠非最安靜的地方。 在我們的地表深處,這顆行星充滿了活動,從板塊構造到對流,在地殼下面很遠的地方循環著熱的岩漿流體。 現在,研究關於地球的衛星數據的科學家們在地球內部發現了一些我們以前從未見過的東西:一種新型的磁波,每七年繞過我們星球的核心表面。 這一發現可能有助於深入了解地球磁場是如何產生的,以及我們星球的熱歷史和演化,即地球內部的逐漸冷卻。

法國格勒諾布爾-阿爾卑斯大學的地球物理學家 Nicolas Gillet 說:“地球物理學家長期以來一直懷疑這種波的存在,但人們認為它們發生的時間尺度比我們的研究顯示的要長得多。” “基於地球表面的儀器對磁場的測量表明發生了某種波事件,但我們需要太空測量提供的全球覆蓋範圍,才能弄清楚到底發生了什麼。 我們將 Swarm 衛星測量以及早期的德國冠軍任務和丹麥 Ørsted 任務與地球發電機的計算機模型相結合,以解釋導致我們發現的地面數據。”

發現圍繞地球核心振蕩的巨大磁波
核幔邊界處波的可視化。

地球磁場引起了科學家們的極大興趣。 研究表明,一種無形的結構在我們的星球周圍形成了一個保護性“氣泡”,將有害輻射拒之門外,使生命得以繁衍。

但磁場不是靜態的。 它在強度、大小和形狀上波動,具有我們不了解的特徵,並隨著時間的推移逐漸減弱。 我們星球內部的活動之所以重要,是因為它是磁場的起源地。 它由旋轉發電機產生,發電機是一種對流和導電的流體,可將動能轉化為磁能,在行星周圍的空間中旋轉磁場。 這種液體(大部分)是地球外核內的鐵水。

歐洲航天局 (ESA) 的 Swarm 衛星是 2013 年發射的三顆相同的探測器,它們位於近地軌道,用於研究地球內部的活動,特別關注從核心發出的磁性和動力活動。 正是在這些數據中,Gillet 和他的團隊發現了令人興奮的新浪潮。

然後,他們檢查了 1999 年至 2021 年間收集的其他陸基和天基觀測站的數據,並發現了一種模式。 這些被稱為磁科里奧利波的波是沿著地球自轉軸排列的巨大磁極,在赤道處最強。 它們以每年約 3 公里的幅度覆蓋地核和地幔之間的邊界,並以每年高達 1500 公里的速度向西移動。 它們的存在表明,由於缺乏數據,我們今天無法檢測到具有其他振盪週期的其他磁科里奧利波。

目前,由於波攜帶有關它們傳播的介質的信息,這一新發現可以用來以新的方式探索我們星球的內部,包括難以研究的核心和核心-地幔邊界。

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