地球的北极正在快速移动,我们也许知道为什么了

释放双眼,带上耳机,听听看~!

在好莱坞大片《地核》中,地球的地核突然停止转动,导致地球磁场崩溃。然后致命的微波爆炸将罗马竞技场烧熟,将金门大桥融化。

明尼苏达大学的地震学家Justin Revenaugh说,尽管“电影中几乎所有的东西都是错的”,但地球磁场确实可以保护地球免受致命和破坏性的太阳辐射。如果没有它,太阳风会带走地球上的海洋和大气。

但是地球的磁场不是静止的。

在过去的一个世纪里,地球的北极(与地理意义上的北极不同)让科学家们一直在徒劳地寻找答案。每年,它平均向北移动48公里(30英里)。

(Tentotwo/Wikimedia Commons)

这种运动使得世界磁模型——跟踪磁场并为罗盘、智能手机GPS以及飞机和船只上的导航系统提供信息——变得不准确。

由于WMM的下一次更新计划直到2020年才开始,美国军方要求前所未有的提前更新,以解释磁极北加速的行为。

现在,一项新研究的作者们深入了解了磁极北移动的原因,并正在学习如何预测这些移动。

跟踪地核的运动

地球的磁场之所以存在,是因为在地表以下约2900公里(1800英里)的外核中,镍和铁的液体在旋转。

磁场由南北磁极(每隔100万年左右,磁极就会左右移动甚至反转)锚定,强度会随着地核的变化而起伏。

这种湍流液态金属分布的周期性变化,有时是随机的,会在磁场中引起特性。如果你把磁场想象成一系列穿过磁极和地核的橡皮筋,那么地核的变化实质上会在不同的地方牵拉不同的橡皮筋。

这些地磁拖曳物会影响北极的移动,甚至会使其偏离原来的位置。

由计算机模拟的地核

到目前为止,预测这些磁场变化一直是一个挑战。但在这项新研究中,地球物理学家朱利安·奥伯特(Julien Aubert)和克里斯托弗·芬利(Christopher Finlay)试图让超级计算机处理400万小时的计算,来模拟地核的物理条件。

研究人员知道,热量从行星内部向外的运动可能会影响磁场。一般来说,这种情况每年大约发生9公里(6英里)。

但他们发现,有时在地核中有一小块液态铁,恰好比周围的液体要温暖和轻得多。如果这些热的、密度较低的液体和相对较冷、密度较大的液体之间的差异足够大,那么热的液体就能迅速上升。

这种快速的运动触发了向地核表面倾斜的电磁波,从而引起地磁震动。

“把这些波浪想象成乐器上振动的弦,”奥伯特告诉《商业内幕》。

地磁北极对航海模型很重要

由于欧洲和美国的导航系统依赖于WMM,因此密切关注磁北极对他们来说是非常必要的。商业航空公司和智能手机的GPS应用程序也是如此,它们可以帮助飞行员和用户精确定位自己的位置,并据此导航。

这就是为什么英国地质调查局和国家海洋和大气管理局每五年更新一次WMM。

但是即使有这些周期性的更新,地磁震动也使模型很难保持准确,Aubert说。

他的团队的新模型可以通过帮助预测地球磁场如何演变来解决这个问题。

“在未来几年内,我们设想我们的团队确实有可能……捕捉过去的失误,并提高预测未来失误的准确性,”奥伯特说。

磁场会崩溃吗?

地球的磁场保护着它的大气层,正如Revenaugh所说,大气层承担着阻挡太阳辐射的“大部分工作”。如果失去磁场,最终就会失去大气层。

但是根据Revenaugh的说法,这是极不可能发生的,因为地核永远不会停止转动。

即使这片区域真的崩溃了,《地核》所描述的毁灭性影响——起搏器失灵、雷暴失控、地标建筑被剥落——这些都不会发生。

Revenaugh认为,更有可能的情况是磁极会像78万年前那样发生逆转。他说,当这种逆转发生时(地球历史上有过几次),磁场就会下降到其全部强度的30%左右。

尽管这是一个遥远的场景,但Revenaugh补充说,提高科学家对当今磁场的理解仍然很重要。

他说:“我们对它的模型做得越好,就越能理解它在做什么。”

sciencealert

科学

科学家发现了一种将海水转化为清洁氢燃料的简单方法

2019-3-29 22:14:09

科学

天文学家发现了一种探测难以捉摸的对撞中子星的新方法

2019-4-29 23:12:10

搜索