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簡介：在南非和北非中間，有一塊區(qū)域地磁場很弱，有人認(rèn)為這會不會是地球南北極即將進(jìn)行變換的前兆，但經(jīng)過實(shí)地探索和實(shí)驗(yàn)，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)這地磁異常可能是由于隨火山噴發(fā)噴出的大量氧化鐵顆粒造成的，并非南北極磁場變換的千兆。

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液態(tài)鐵在地球內(nèi)部深處流動并產(chǎn)生地球磁場，從而保護(hù)大氣層和衛(wèi)星免受來自太陽的有害輻射。磁場會隨時間變化，而且在世界不同地方也會表現(xiàn)出不同的行為。磁場甚至可以完全改變極性，使磁北極和磁南極互換位置。地球磁極反轉(zhuǎn)現(xiàn)象上一次發(fā)生在78萬年前。

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南美洲和南部非洲之間，有個叫做“南大西洋異常區(qū)”的神秘磁區(qū)，該地區(qū)的磁場強(qiáng)度要比預(yù)期中的弱。弱且不穩(wěn)定磁場被認(rèn)為是磁場反轉(zhuǎn)的前兆，因此有人認(rèn)為這一特征可能是我們發(fā)現(xiàn)磁場反轉(zhuǎn)的證據(jù)。

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如今，我們發(fā)表在《美國國家科學(xué)院院刊》上的新研究揭示了南大西洋這一區(qū)域出現(xiàn)問題的時間有多長，并闡明了這種現(xiàn)象是否值得擔(dān)憂。

弱磁場使地球更易遭受磁暴襲擊，這有可能摧毀包括電網(wǎng)在內(nèi)的電子基礎(chǔ)設(shè)施。南大西洋異常區(qū)的磁場已經(jīng)非常微弱，以至于衛(wèi)星飛過時，它會對衛(wèi)星及其技術(shù)產(chǎn)生不利影響。這個奇怪的區(qū)域被認(rèn)為與一塊磁場有關(guān)，這塊磁場在地球內(nèi)部2889公里的深度處，指向地球液態(tài)外核頂部其余部分的另一個方向。

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地球表面的地磁場，用黑色勾勒出南大西洋異常區(qū)，用星號標(biāo)記圣赫勒拿島。顏色范圍從弱場（藍(lán)色）到強(qiáng)場（黃色）。

圖片由作者理查德·波諾提供

“反向通量斑塊”在過去的250年中得到發(fā)展。但我們不知道它是否只是液態(tài)外核混沌運(yùn)動的一次性產(chǎn)物，還是長期以來該特定區(qū)域內(nèi)一系列反?，F(xiàn)象中的最新一例。

如果它是非重復(fù)功能，那么其當(dāng)前位置并不重要，它可能發(fā)生在任何地方，可能是隨機(jī)發(fā)生的。但如果真是這種情況，那么其規(guī)模和深度的增加是否成為新一輪逆轉(zhuǎn)開始的標(biāo)志，該問題仍然存在。

但如果它是數(shù)百萬年來反復(fù)出現(xiàn)的一系列功能中的最新功能，那么這將降低逆轉(zhuǎn)的可能性。但這需要對導(dǎo)致磁場在此特定位置異常作用的原因進(jìn)行具體說明。

火山巖

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為了找到答案，我們前往了南大西洋中部的圣赫勒拿島。該島由火山巖組成，拿破侖曾流放至此，并最終于1821年去世。這些火山巖來自兩個獨(dú)立的火山，并于800萬至1150萬年前爆發(fā)。

第一作者耶爾·恩格斯正在圣赫勒拿島鉆探巖心。

由安迪·比金提供作者相關(guān)信息

火山巖冷卻時，其中的小顆粒氧化鐵會被磁化，因此保存了那時那地地球磁場的方向和強(qiáng)度。我們收集了其中的一些巖石，并將它們帶回我們在利物浦的實(shí)驗(yàn)室并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，以發(fā)現(xiàn)火山爆發(fā)時的磁場如何。

我們的研究結(jié)果表明，圣赫勒拿島在整個噴發(fā)期間，磁場方向各不相同，這表明該地區(qū)的磁場要比其他地方的磁場不穩(wěn)定得多。因此，它對異常僅存在幾個世紀(jì)的想法提出了挑戰(zhàn)。與之相反，整個地區(qū)可能在數(shù)百萬年內(nèi)都不穩(wěn)定。這意味著目前情況并不像某些科學(xué)家所設(shè)想的那樣罕見，這使得它不太能代表逆轉(zhuǎn)開始。

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進(jìn)入地球內(nèi)部的窗口

那怎么解釋奇怪的磁區(qū)呢？產(chǎn)生它的液態(tài)外核（通過對流）以極高的速度移動，以至于對人類來說在很短的時間內(nèi)就會發(fā)生變化。外核與其頂部的地幔相互作用，地幔的移動速度要慢得多。這意味著地幔在過去的1000萬年中，不太可能發(fā)生太大變化。

地球的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

源自維基百科

通過穿過地球的地震波，我們對地幔的結(jié)構(gòu)有了一些了解。非洲下方，最下層地幔中一個較明顯的特征，即波在地球上移動的速度特別慢，這意味著最下層地幔很可能是異常溫暖的區(qū)域。這可能導(dǎo)致與特定位置的外核發(fā)生不同的相互作用，這就能解釋南大西洋磁場的奇怪之處。

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地球內(nèi)部的另一面是內(nèi)核，內(nèi)核是個實(shí)心球，它在外核下方，大小與冥王星相仿。內(nèi)核實(shí)體特征在一面緩慢增長，但并非每一面都以相同的速度增長。有可能它的一側(cè)生長得更快，從而導(dǎo)致外核內(nèi)部的流動，到達(dá)與大西洋半球下方巖石地幔的外邊界。我們可能會發(fā)現(xiàn)這將導(dǎo)致磁場在圣赫勒拿島上長時間的不規(guī)則行為。

盡管關(guān)于南大西洋不規(guī)則行為確切的原因仍有很多疑問，但這項(xiàng)研究表明，這種現(xiàn)象已經(jīng)存在了數(shù)百萬年，這很可能是神秘的地球內(nèi)部地球物理相互作用的結(jié)果。

本文最初由利物浦大學(xué)的耶爾·恩格斯和安德魯·比金發(fā)表在《對話》上。

作者: Yael Annemiek Engbers?and?Andrew Biggin

FY: 小蜜蜂

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