2016年5月12日

地球磁場被認(rèn)為是由位于我們腳下3000公里外地核處的無窮無盡的炙熱旋轉(zhuǎn)液體鐵形成。像一部自行車直流發(fā)電機的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)體一樣，產(chǎn)生電流，形成不斷變化地電磁場。其他磁源來自地幔和地殼中的礦物，另外電離層、磁氣圈和海洋也起一定作用。由3顆Swarm衛(wèi)星組成的ESA星群旨在精確識別和測量這些不同的地磁信號。這將為從發(fā)生在地球深處，到太陽活動導(dǎo)致的太空天氣問題等許多自然過程提出新的見解。

圖片提供：ESA/ATG Medialab

更大圖片，請見：http://www.esa.int/spaceinimages/Images/2013/10/Swarm_constellation。

　　基于歐洲空間局（ESA）3顆Swarm星座（三顆衛(wèi)星組成）2年多的測量結(jié)果，地球磁場強度變化情況的詳圖正在繪制。2013年底發(fā)射的Swarm衛(wèi)星正在對來自地核、地幔、地殼、海洋、電離層及磁氣圈的不同地磁信號進行測量和解碼，這樣一項任務(wù)需要用幾年時間完成。

　　地球內(nèi)部和周圍無形的磁場和電流產(chǎn)生了復(fù)雜力量，對我們的日常生活有著不可估量的影響。地磁場就像一個巨大氣泡，保護我們免受來自太陽風(fēng)沖擊地球造成的宇宙射線和帶電原子粒子的影響。但是，地磁場總是處于一種變化的狀態(tài)。

　　在本周的生命星球研討會（Living Planet Symposium）上推出的Swarm星群新成果指出了我們防護區(qū)域減弱和加強的位置，重要的是，明確了這些變化發(fā)生的速度。本文的動漫模擬圖中展示了自1999年到2016年5月期間地球磁場強度及變化情況（由于受印刷載體所限，如需了解動漫模擬圖，請訪問本文底部所附的原文鏈接）。

　　藍色表示弱的區(qū)域，紅色表示強的區(qū)域。除了Swarm星座獲得的近期數(shù)據(jù)外，CHAMP和Orsted衛(wèi)星數(shù)據(jù)也用于地圖創(chuàng)建。

　　地圖清楚地表明，位于高緯度北美地區(qū)地磁強度減弱了3.5%，而亞洲地區(qū)地磁強度卻增強了2%。南大西洋地區(qū)異常地顯示為最弱區(qū)域，已經(jīng)出現(xiàn)穩(wěn)步向西進一步削弱2%的情況。此外，地磁北極朝著亞洲，向東移動。

　　第二幅動漫模擬圖表明2000年到2015年間地球磁場的變化率。藍色表示變化速度減慢的地區(qū)，紅色表示變化加速的地區(qū)。

　　例如，近南非地區(qū)地磁場變化放緩，而亞洲的地磁場變化在加快。

　　地球磁場被認(rèn)為是由位于我們腳下3000公里外地核處的無窮無盡的炙熱旋轉(zhuǎn)液體鐵形成。像一部自行車直流發(fā)電機的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)體一樣，產(chǎn)生電流，形成不斷變化的電磁場。

　　人們認(rèn)為地磁場強度的加速度變化與地球外核中流體鐵的流動和振蕩有關(guān)。

　　丹麥國家空間協(xié)會（DTU Space）資深科學(xué)家Chris Finlay聲稱，Swarm數(shù)據(jù)使得研究人員除了地表地區(qū)，還可以對地表以下的地核邊緣位置的地磁場詳細變化進行制圖。研究人員意外地發(fā)現(xiàn)地磁場局部地區(qū)的快速變化似乎是地核中液態(tài)金屬加速流動所致。

　　ESA Swarm任務(wù)負(fù)責(zé)人Rune Floberghagen補充說，在衛(wèi)星發(fā)射后的2年半時間里，Swarm正在對地磁場及其變化進行精度相當(dāng)高的繪圖。數(shù)據(jù)質(zhì)量確實很優(yōu)質(zhì)，隨著數(shù)據(jù)繼續(xù)被利用開發(fā)，這將為豐富科學(xué)應(yīng)用鋪平道路。

　　ESA創(chuàng)新性Swarm任務(wù)清晰地提供對地磁場變化的新的認(rèn)識。進一步的研究結(jié)果將預(yù)期會對發(fā)生在地球深處以及由太陽活動導(dǎo)致的太空天氣問題等許多自然過程提供信息資料。

　　接下來，這些信息肯定會更好地解釋全球和一些地區(qū)的地磁場減弱原因。

　　原文題目：Earth's magnetic heartbeat

　　資料來源：https://earth.esa.int/web/guest/content/-/article/earth-s-magnetic-heartbeat

　　（王化編譯,殷永元審核）