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股票指数是什么意思举例:新模型揭示地磁場變化速率比預計的快10倍

股票指数是什么意思相反 www.638339.tw 新浪科技 2020-07-15

  在近期的新研究中,科學家通過模擬顯示了10萬年以來地磁場的動態變化,揭示地球磁場改變方向的速度要比原先預計的快得多。

  地磁場源自于地球內部,延伸至太空,就像一個?;ふ忠謊?,使地球的大氣層保持在適當的位置,并?;ど饈苡鈧娣浜吞舴緄納撕?。不過,地磁場平均每幾十萬年就會發生一次地磁逆轉,即磁北極和磁南極突然(在地質時間尺度上)互換位置。上一次發生這種情況大約是在78萬年前,稱為布容尼斯-松山逆轉。在之前的研究中,科學家估計這個過程需要數千年,以每年約1度的速度改變。

  在這項新研究中,研究人員指出,地磁場的這種方向變化可能比以往認為的快10倍,并且比最近觀測到的變化快將近100倍。

  在地球表面下約2800公里處,地核的液態外核在不斷流動,為無形的地磁場提供了動力。翻滾的導電巖漿產生了電荷,而這些電荷決定了磁極的位置,并形成了無形的磁力線。這些磁力線包裹著地球,連接著南北磁極。

  地核和磁場之間的相互作用十分復雜。外核中的熔融鐵、鎳的對流導致某些地方極具磁性,而另一些地方則磁性較弱。英國利茲大學地球與環境學院副教授、該研究的主要作者克里斯托弗·戴維斯表示,地球表面的磁場強度會隨著時間而變化,也會因地核的不同位置而改變。在熔融的地核中,“流體扭曲并拉伸磁場,而磁場反過來推動了流體,抵抗這種扭曲”。

  “這種流體是很動蕩的,簡單來說,就像一鍋沸水里的水流一樣,”戴維斯說,“因此在地核內部,流體和磁場之間的相互作用是不同的?!被瘓浠八?,當液態外核“沸騰”時,這種運動在地核不同部分導致磁力的起伏,從而決定了這些區域如何影響磁層。

  對今天的科學家來說,這些相互作用中的某些變化是可見的,比如高緯度地區的強磁場區域;向東或向西漂移的磁場特征;以及在非洲和南美洲之間的一個長期存在的磁場弱區,即南大西洋異常區。

  早在幾個世紀以前,水手們就在航海日志中記錄了這一區域的磁場變化;近幾十年來,衛星和天文臺都捕捉到了這種變化。據此前的報道,近年來的觀測表明,在過去的160年里,地球磁場的強度實際已經減弱,這表明地球可能會更早地經歷地磁逆轉。

  不過,戴維斯指出,追蹤遙遠過去的磁場變化要比想象的更具有挑戰性?!拔頤侵來偶岱⑸棺?,但在數千年到數百萬年的時間里,磁場究竟是如何變化的,仍然有很多信息等待發現,”戴維斯說,“在我們的研究中,我們提出了這樣一個問題:磁場在這些時間尺度上改變方向的速度能有多快?”

  追蹤流向

  為了回答這個問題,戴維斯和該研究的合著者凱瑟琳·康斯特布爾建立了一種新的磁場模型。該模型使用了過去10萬年間的大量磁場觀測數據。戴維斯表示,磁場變化可以體現在海洋沉積物、冷卻的熔巖流,甚至是人造結構和文物中。

  “然而,像所有基于地球表面觀測的模型一樣,這個模型也只能向我們展示地核頂部的磁??;我們不能‘看到’地核內部,”戴維斯補充道,“因此,我們將這些結果與計算機模擬的磁場產生的物理過程結合起來?!憊楦岬?,磁場的產生源自地核的運動。

  戴維斯和康斯特布爾發現,在磁場變弱的地區,磁場方向每年的改變可達10度。這一變化速率比之前模型預測的結果快了10倍,比目前觀測到的變化速率快100倍。

  模擬結果表明,當地核熔融區域的方向逆轉時,磁場方向將發生劇烈變化。這種地核逆轉在赤道附近更為常見,與研究人員在低緯度地區觀察到的磁場方向快速變化相吻合。研究人員在論文中寫道,這項關于低緯度地區磁場變化最快的新證據表明,未來科學家應該把注意力放在這些區域。

  康斯特布爾說:“對這些模擬過程中不斷變化的動力學進行更深入的研究,將為我們提供有用的策略,以記錄這種快速變化如何發生,并了解這種變化是否也會出現在像我們今天這樣的磁極穩定時期?!備醚芯康慕峁諳叻⒈碓?月6日的《自然-通訊》雜志上。(任天)

責任編輯:王超

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