簡介：地球磁場弱點的背后可能是一個埋沒的外星碎片

我們的地磁“裝甲”已經(jīng)開裂，而且正在擴大。

如今，地球磁場的薄弱斑區(qū)域（意指該區(qū)域磁場強度異常低）正籠罩在南大西洋上空，它從兩個世紀前便開始擴張，如今正在一分為二。

對于生活在地面的人類而言，這種現(xiàn)象并不值得擔憂：別具保護性的磁場將繼續(xù)護佑地球免遭致命的太陽輻射。

不過，“南大西洋異?！?，恰如其名，對途經(jīng)南美和南非中間區(qū)域的衛(wèi)星與其它飛行器產生了干擾。

這是因為太陽高能帶電粒子從那個磁場薄弱區(qū)域“漏”了進來，致使相關計算機及電路發(fā)生故障。

上圖為表征地球各區(qū)域磁場強度的假彩色圖，可以看到，在南美洲至南非的中間地帶，地磁強度出現(xiàn)了顯著的削弱現(xiàn)象。圖源：丹麥國家空間研究院

這個正在擴張的“凹陷”（美國宇航局這樣稱呼這個薄弱區(qū)域）來源有點神秘。不過，科學家預測它將繼續(xù)擴張下去。

朱利安·奧博特，一位來自巴黎地球物理研究所的地磁學者說道：“這個區(qū)域未來一定會繼續(xù)擴張的”。

奧博特認為這種凹陷可能與地球內部2897千米（1800英里）處被掩藏的兩個巨型致密石塊有關。因為它們的存在，地球外核中轉動的液態(tài)金屬被干擾，其產生的磁場也會發(fā)生異常。

據(jù)亞利桑那州立大學地球動力學研究學者錢源介紹：“若以體積計量，兩個石塊都要比珠穆朗瑪峰大幾百萬倍?！?/p>

錢源團隊認為從起源講，這兩個石塊應該來自外星星球：在一次碰撞事件中，一顆火星大小的星球撞入地球，可能在地球內部留下了一些碎片。

上圖為上述碰撞事件的藝術構想圖，一顆火星大小的星球“忒伊亞”撞向了遠古地球并產生了許多碎片。圖源：美國宇航局/噴氣推進實驗室-加州理工學院/維基媒體公共平臺

地球內部45億歲的外星碎塊

上圖為地球內部基本結構示意圖。通過地震波探測人類發(fā)現(xiàn)地球有一個液態(tài)金屬外核。

在地表之下大約3219千米處，液態(tài)鐵外核繞中心旋轉產生全球性磁場，磁場從地核一直延伸至地球周圍空間。

這種液態(tài)金屬形成的渦旋，部分是由于核部的較熱、較輕物質上升至半固體地幔中產生的。在這種渦旋的作用下，地幔中較冷、較重的物質將沉入核部，由此形成所謂的對流現(xiàn)象。

問題在于，在南非大陸下的核幔邊界處，有些東西正在嚴重破壞這種對流，故而在其上方的磁場強度被削弱了。

奧博特提到：“我們有理由相信，錢源團隊正在研究的其中一個團塊便是‘罪魁禍首’?！?/p>

錢源的研究指出，這些團塊是在4500萬年前遠古星球“忒伊亞”撞擊地球時遺留下來的。那次撞擊事件同時催生了月球。

可以想象，撞擊后“忒伊亞”產生的兩部分碎片可能沉進了地球內部并最終在地幔深處被保留下來。

下面這幅動畫基于2016年的一項分析，它展示了這些碎塊的位置信息。（下方只做圖片展示）

上圖為2016年一項分析中動畫模擬圖的其中一幀，圖中清晰可見兩部分較大的團塊深入到地球內部。圖源：Sanne.cottaar/WikimediaCommons/CC-BY-4.0

錢源提到，這些碎塊在學術上被稱為“大型低剪切速度區(qū)”，密度比地幔部分高1.5%~3.5%，并且溫度更高。

當這些團塊參與對流時，它們可能跟隨正常流體打轉。反過來，也可能導致其所在區(qū)域（如南非大陸下方核區(qū)）的液態(tài)鐵朝異于其它區(qū)域的繞轉方向旋轉。

地球磁場的方向依賴于核區(qū)液態(tài)鐵的繞轉方向。為了產生強磁場，這些液態(tài)鐵必須通過相同的模式進行定向。如若在任何區(qū)域有偏離正常模式的情況發(fā)生，磁場的總體統(tǒng)一性將會被破壞。

盡管如此，這些碎塊仍可能和磁場薄弱區(qū)域的產生完全無關。

“為什么類似的磁場削弱特征不發(fā)生在太平洋或是其它地區(qū)呢？”丹麥工業(yè)大學地球物理學家克里斯托弗·芬利提出了這樣的疑問。

一個“敵區(qū)”

一個相對較弱的磁場會使更多來自太陽風的帶電粒子到達許多衛(wèi)星和飛行器所在的近地軌道。這將造成電子系統(tǒng)故障、數(shù)據(jù)采集中斷，并導致貴重電腦元件提前報廢。

如上圖，地球磁層對太陽高能帶電粒子有阻擋作用，保護人類免遭大量輻射。局域磁場減弱時，對應阻擋能力就會下降。圖源：Encyclopedie-Environnement

奧博特回答：“在上世紀七十年代到九十年代，衛(wèi)星損壞事故在南大西洋異常區(qū)時有發(fā)生?！?/p>

直至今日，歐空局仍發(fā)現(xiàn)當衛(wèi)星飛臨該區(qū)域時，會更容易出現(xiàn)類似通訊短暫中斷的小毛病。

這也是為什么當衛(wèi)星途徑該區(qū)域時，控制者會停掉那些不必要工作元件的原因。

據(jù)美國宇航局講，哈勃太空望遠鏡同樣也遇到了類似問題：在它每天繞轉的15根地球軌道中，有10根會穿過這個異常區(qū)，并且會花費將近15%的時間在這個“敵區(qū)”。

這個薄弱區(qū)域將變得更弱

研究人員利用集體代號為“蜂群”的一系列衛(wèi)星對南大西洋異常區(qū)進行了標記。

上圖為“蜂群”的衛(wèi)星設計概念圖。其編制內的三顆衛(wèi)星可對地球磁場進行精確測量。

一些研究認為這個區(qū)域的總面積在過去的200年里翻了四倍，并且持續(xù)地逐年增長著。異常區(qū)磁場強度自1970年來也衰減了8%。

在過去十年，“蜂群”也觀測到異常區(qū)正在一分為二的現(xiàn)象：一個位于非洲西南方向的海洋上空，另一個位于南美洲東側。

據(jù)芬利講，這是個壞消息。因為這意味著對飛行器不友好的“敵區(qū)”范圍正在越變越大。

他提到：“這樣下去，衛(wèi)星將不止在南美附近受到影響，在它們飛臨南非附近時也會遇到同樣的麻煩?！?/p>

BY:?AYLIN WOODWARD

FY: 蘭陵花

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