科学家将*更新世界磁场模型

照片来源:京都大学

一些奇怪的事情正在世界的顶端发生。在地球核心流动的液态铁的驱动下，地球的磁性北极正从加拿大漂移到西伯利亚。磁极移动如此之快，以至于世界各地的地磁专家不得不采取一些罕见的行动。[自然相关文章]

1月30日，他们将更新“世界磁场模型”，该模型描述了地球磁场，并构成了所有现代导航的基础，从海上船只导航系统到智能手机上的谷歌地图。

该模型的最新版本于2015年发布，预计将持续到2020年。然而，磁场变化如此之快，以至于研究人员现在不得不修复这个模型。

"错误一直在增加。"科罗拉多大学博尔德分校和国家海洋与大气管理局(NOAA)国家环境信息中心的地磁科学家Arnaud Chulliat说。

这个结果部分是由于磁极的运动，部分是由于地球内部的其他变化。地核中液体的搅动产生了大部分磁场，这种磁场随着液体在深处流动的变化而变化了很长一段时间。例如，2016年，位于南美洲北部和东太平洋深处的一些磁场经历了暂时加速。包括欧洲航天局的集群任务在内的卫星跟踪了这一转变。

到2018年初，世界磁场模型陷入困境。美国国家海洋与大气管理局和爱丁堡英国地质调查局的研究人员负责对模型捕捉地球磁场所有变化的能力进行年度检查。然而，他们意识到这个模型是如此的不准确，以至于它将超过可接受的导航误差极限。

"我们发现自己处于一个有趣的境地。"丘利亚特说，“到底发生了什么？”他上个月在华盛顿召开的美国地球物理联盟会议上报告说，答案是双重的。

首先，2016年发生在南美洲深处的地磁脉冲可能是最糟糕的时刻——就在2015年世界磁场模型更新之后。这意味着在最新的更新之后，地球磁场已经被建模者意外地倾斜了。

其次，磁性北极的移动使问题变得更糟。自从1831年詹姆斯·克拉克·罗斯在加拿大北极进行第一次测量以来，磁极的不可预测的漂移吸引了探险家和科学家。在20世纪90年代中期，磁极运动的速度从每年大约15公里加速到每年大约55公里。到2001年，它已经进入北冰洋。2007年，包括Chulliat在内的一个研究小组在海冰上降落了一架飞机，试图定位磁性北极。

2018年，磁性北极越过国际日期变更线进入东半球。目前，它正直向西伯利亚进发。

在磁场变化迅速的地方，如北极地区，地球磁场的几何形状扩大了模型的误差。丘利亚特说:“事实上，磁极移动非常快，这使得该地区更容易出现大误差。”

为了修正世界磁场模型，他和他的同事提供了过去三年的数据，包括2016年的地磁脉冲。他说新的世界磁场模型在2020年下一次定期更新之前应该保持准确。

同时，科学家们正在研究为什么磁场变化如此剧烈。地磁脉冲，就像2016年发生的一样，可以追溯到地球核心深处产生的“磁流体”波。磁性北极的快速移动可能与发生在加拿大地下的高速液态铁喷射有关。

英国利兹大学的地磁科学家菲尔·利弗莫尔(Phil Livermore)在美国地球物理联合会的一次会议上说，喷射流似乎正在消除和削弱加拿大下方的磁场。这意味着加拿大基本上正在输掉与西伯利亚的地磁拔河比赛。

磁性北极的位置似乎由两个大磁场控制，一个在加拿大下方，一个在西伯利亚下方利弗莫尔说，“西伯利亚磁场似乎赢得了比赛。”

这意味着在可预见的未来，世界地磁科学家将会做很多事情。

地球表面上地磁场方向垂直于地球表面且磁场强度最高的地方称为地球磁极。有两个地球磁极(磁北极和磁南极)，它们靠近地理磁极但不重合。(赵茜·Xi)

中国科学新闻(2018-015，第二版国际)