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南大西洋磁场异常导致全球平均磁场强度下降了9%吗?

在从非洲延伸到南美地区,地球磁场正在逐渐减弱,这一奇怪的行为让地球物理学家感到困惑,并正在造成绕地球轨道运行卫星的技术干扰。

在从非洲延伸到南美地区,地球磁场正在逐渐减弱,这一奇怪的行为让地球物理学家感到困惑,并正在造成绕地球轨道运行卫星的技术干扰。科学家们正在使用来自欧空局的“星群”数据来提高我们对这个被称为“南大西洋异常”区域的理解。地球磁场对地球上的生命至关重要,地球磁场是一种复杂而动态的力量,保护我们免受宇宙辐射和来自太阳带电粒子的伤害。

南大西洋磁场异常导致全球平均磁场强度下降了9%吗?

磁场在很大程度上是由我们脚下约3000公里处构成外核的过热、旋转液态铁海洋产生。作为自行车发电机的旋转导体,它产生电流,而电流反过来又产生地球不断变化的电磁场。这个领域远不是静态的,在强度和方向上都是不同的。例如,最新的研究表明,北极的位置正在迅速变化。在过去的200年里,全球平均磁场强度下降了约9%。在非洲和南美洲之间形成了一大片磁场强度降低的区域,被称为南大西洋异常。

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从1970年到2020年,该地区的最小场强从24000纳特斯拉左右下降到22000纳特斯拉左右,而与此同时,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,非洲西南部出现了第二个强度最低的中心,这表明南大西洋异常可能会分裂成两个独立的单元。地球磁场通常被认为是位于地球中心一块强大的偶极条形磁铁,与旋转轴成11°左右倾斜。然而,南大西洋异常的增长表明,产生磁场的过程要复杂得多。

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简单的偶极模型,不能解释新出现的第二极小值的发展。来自“星群”数据、创新和科学集群(DISC)的科学家们正在使用欧空局星群卫星数据来更好地理解这种异常现象,星群卫星的设计目的是识别和精确测量组成地球磁场的不同磁信号。德国地球科学研究中心的于尔根·马兹卡(Jürgen Matzka)表示:过去十年里,南大西洋异常出现了新的东部极小值,近年来发展迅速,我们非常幸运地有SARM卫星在轨调查南大西洋异常的发展。

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现在的挑战是了解推动这些变化的地核过程。有科学家推测,目前磁场的减弱,是否是地球正走向一场显著磁极反转的迹象(南北磁极互换位置)。在整个地球历史上,这样的事件已经发生过很多次,尽管按照这些逆转发生的平均速度(大约每25万年),但现在南大西洋发生的磁场强度下降,完全在被认为是正常波动水平之内。在地表水平上,南大西洋异常没有理由引起恐慌,然而,飞越该地区的卫星和其他航天器更有可能出现技术故障。

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因为该地区的磁场较弱,因此带电粒子可以穿透低地球轨道卫星的高度。南大西洋异常的起源之谜尚未解开,然而,有一件事是肯定的:来自Spot的磁场观测,正在为鲜为人知的地球内部过程提供令人兴奋的新见解。

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