当前位置:  首页 科学 详情

地球外核的旋转铁产生了磁场,它在45亿年前撞击了婴儿期的地球,要有一个强磁场

发布来源:互联网    发布时间:2021-04-15 23:10

地球外核的旋转铁产生了磁场,它在45亿年前撞击了婴儿期的地球,要有一个强磁场(图1)

地球的地磁盔甲上有一条裂缝,而且还在扩大。

我们地球磁场的一个弱点,位于南大西洋上方,在过去的两个世纪里,它一直在扩大,并且开始分裂为两部分。

对于我们这些在地面上的人来说,并不用担心:磁场继续保护地球免受致命的太阳辐射。

但南大西洋异常区(South Atlantic Anomaly)确实影响了卫星和其他航天器通过南美洲和南部之间的区域。

这是因为大量的带电太阳粒子渗透到磁场中,这可能会导致电脑和电路出现故障。

巴黎地球物理研究所(Paris Institute of Earth Physics)的地磁专家朱利安·奥伯特(Julien Aubert)表示:“这东西未来会变得更大。”

奥伯特认为,这个凹痕可能与埋藏在地球内部2897公里(1800英里)深处的两个巨大致密岩石团有关。由于它们的组成,这些岩石团会干扰外核的液态金属,从而产生磁场。

根据亚利桑那州立大学研究地球动力学的研究员钱远(音译Qian Yuan)的说法,这两个岩石团“在体积上比珠穆朗玛峰要大数百万倍”

钱远的团队认为,这些碎片的起源来自于另一个世界:在一颗古老的火星大小的行星撞向地球后,它可能留下了这些碎片。

地球内部藏着一颗有45亿年历史的行星的碎片

在地球表面近3219公里处,地球外核的旋转铁产生了磁场,从那里一直延伸到地球周围的空间。

这种漩涡部分是由来自地核的更热、更轻的物质上升到上面半固态地幔的过程产生的。在那里,它与温度更低、密度更大的地幔物质交换位置,沉入下面的地核。这就是所谓的对流。

问题是在南部地核和地幔之间的边界处有东西正在这种对流,从而削弱了其上方的磁场强度。

地球外核的旋转铁产生了磁场,它在45亿年前撞击了婴儿期的地球,要有一个强磁场(图2)

奥伯特说,钱远的团队正在调查的一个岩石团是罪魁祸首,似乎是合理的。

钱远的研究假设这些岩石团是一个叫做“忒伊亚”Theia的古代行星的残余,它在45亿年前撞击了婴儿期的地球。这次碰撞造就了月球。

在那次撞击之后,人们认为“忒伊亚”的两个部分可能已经沉没,并在地球地幔的最深处保存了下来。

钱远说,相比地球地幔的其他部分,这些岩石团—专业术语叫大型低剪切速度区Large low-shear-velocity provinces—的密度在1.5到3.5个百分点之间,也更热。

所以当这些岩石团参与到对流中,它们可能会扰乱正常的流动。反过来,这可能会导致南部地核的铁旋转的方向与地核其他部分的铁相反。

地球磁场的方向取决于内部铁运动的方向。要有一个强磁场,整个物体的方向必须相同。因此,任何偏离常规模式的区域都会削弱磁场的整体完整性。

不过,这些大型低剪切速度区可能根本不是该磁场薄弱的原因。

“为什么太平洋上方的磁场没有出现同样的弱磁场呢?另一个大型低剪切速度区就在那里?”丹麦技术大学的地球物理学家克里斯托弗·芬利发问。

“对立地区”

奥伯特说,在20世纪70年代、80年代和90年代,南大西洋异常区经常发生卫星故障。

即使在今天,欧洲航天局也发现,飞过该地区的卫星“更有可能出现技术故障”比如可能会中断通信的短暂故障。

这就是为什么卫星操作员通常在物体经过该区域时关闭非必要部件的原因。

据NASA称,哈勃太空望远镜每天绕地球运行15圈,其中有10圈会经过这个异常区域,近15%的时间都在这个“对立区域”

研究人员使用一组统称为“Swarm”的三颗卫星来监视南大西洋异常现象。

一些研究表明,该地区的总面积在过去200年里翻了两番,而且还在逐年扩大。自1970年以来,这种反常现象也减弱了8%。

在过去的十年里,“Swarm”还观察到异常现象已经分裂为两部分:在西南部的海洋上形成了一个磁弱区,而另一个位于南美洲东部。

芬利表示,这是个坏,因为这意味着航天器的危险区域将变得更大。

他说:“卫星不仅会在南美洲上空出现问题,当它们经过南部上空时也会受到影响。”

前瞻经济学人APP资讯组

参考资料:

本文相关词条概念解析:

地球

地球(英语:Earth)是太阳系八大行星之一,按离太阳由近及远的次序排为第三颗。它有一个天然卫星——月球,二者组成一个天体系统——地月系统。地球作为一个行星,远在46亿年以前起源于原始太阳星云。地球会与外层空间的其他天体相互作用,包括太阳和月球。地球是上百万生物的家园,包括人类,地球是目前宇宙中已知存在生命的唯一天体。地球上71%为海洋,29%为陆地,所以太空上看地球呈蓝色。地球是目前发现的星球中人类生存的唯一星球。虽然其被人们称为地球,但在空间站看来更像一个水球,地球的矿物和生物等资源维持了全球的人口。

相关资讯

相关推荐

网友评论