地球磁场的“混蛋行为”：是谁在捣乱引发地磁急变？

据外国媒体报道，地球磁场可以保护我们免受太阳风和宇宙辐射的影响，让地球上的生命得以生存。但是每隔10年左右，地球的磁场总会做出某种“混蛋行为”。

“地磁突变”是指地球磁场强度的突变。一些磁场变化会逐渐发生，并持续几十万年，但这种剧烈的强度变化最多只能持续几年，而且每次只会改变地球特定部分的磁性。例如，人类记录的第一次地磁突变发生在1969年，它短暂地改变了西欧的磁场。

从那时起，大约每10年左右，人们就会在世界的某个地区检测到地磁的突然变化。然而，科学家仍然不知道这种现象的原因。许多地磁现象(如极光)是由撞击地球磁层的带电太阳风引起的，但科学家认为地磁突变可能源于地核深处。地球磁场本身是由不断搅动的热液态铁形成的。然而，触发这一突然变化的确切机制仍然是个谜。

然而，4月22日发表在《自然地球科学》杂志上的一项新研究为这一现象提供了一个可能的解释。一个关于地核物理行为的全新计算机模型显示，地磁突变可能是由从地核深处释放的漂浮熔融物质引起的。

谁在“捣乱”？

在这项最新的研究中，研究人员进行了不懈的努力，以建立一个能够再现外层核物理条件的计算机模型。经过相当于400万小时的计算(多亏了一台法国超级计算机，计算速度大大加快)，模拟地核产生的地磁突变与过去几十年观察到的实际突变相当一致。

这些模拟的地磁突变每6到12年对磁层造成轻微干扰。然而，这些突变似乎起源于25年前发生在核心的浮力异常。当由熔融物质形成的气泡漂浮到地核的外表面时，会产生强大的波，并沿着地核附近的磁场线迅速传播，导致主宰地球磁层的液体流发生“剧烈变化”。最终，这些地面上的突变将以磁场扰动的形式出现在高地面上。

“地磁突变是我们预测未来几十年地磁场行为的主要障碍。”该研究的作者在论文中写道，“如果我们能以数字形式再现地磁突变，它将为我们提供一种探测地球深部物理特征的新方法。”

研究人员指出，虽然不可能通过对地核的实际观测来证实模拟结果(地核附近的温度和压力极高，根本无法接近)，但拥有这样一套能够准确再现历史上地磁突变的模型，可能有助于我们预测未来将发生的地磁突变。

提前知道地磁突变的发生时间也有助于科学家监测和理解这一现象对其他地球动力学过程的影响。例如，2013年发表在《自然》杂志上的一篇论文指出，地磁突变可能会延长一天。研究人员认为，地核中液体流动的突然变化可能会导致地球自转的轻微变化，导致每六年或一天延长1毫秒。根据研究人员的报告，地球日的延长似乎确实与几个众所周知的地磁突变有关。

如果地磁突变确实每隔几年延长我们的工作时间，至少有一件事是肯定的:地磁突变这个名字非常正确，它确实是一个混蛋。