插圖顯示了穿過地球外核最外層的神秘波浪（紅色）（圖片來源：Planetary Visions）
科學家們發(fā)現(xiàn)了一種全新的磁波，每七年就會在地球的外核中涌出一次，在此過程中會扭曲地球磁場的強度。
研究人員寫道，這些波——被稱為“磁科里奧利”波，因為它們沿著地球的旋轉(zhuǎn)軸移動，根據(jù)科里奧利效應——從東到西以高高的柱狀蠕動，每年可以行進高達 1,500 公里，在 3 月 21 日發(fā)表在《美國國家科學院院刊》上的一篇論文中。使用歐洲航天局 (ESA) 的一組衛(wèi)星，該團隊將神秘的波精確定位到地球液體外核的最外層，就在該層與巖石地幔相遇的地方——大約在地球表面以下 2,900 公里處。
據(jù)研究人員稱，這些波的存在有助于解釋行星磁場的神秘波動，這種波動是由行星外核中液態(tài)鐵的運動產(chǎn)生的。過去 20 年對磁場進行的衛(wèi)星測量表明，磁場強度每七年左右下降一次，與這些新發(fā)現(xiàn)的波的振蕩相吻合。
地球物理學家長期以來一直在理論化這種波的存在，但人們認為它們發(fā)生在更長的時間尺度上。
與波浪相關的磁場變化在地球赤道附近最強。（圖片來源：格勒諾布爾阿爾卑斯大學）
事情的核心
地球的外核是一個不斷攪拌和晃動的鐵水球。這種旋轉(zhuǎn)的導電流體的流動被認為是地球磁屏蔽的來源，它環(huán)繞地球并延伸數(shù)十萬英里進入太空，保護地球免受有害輻射。
在短期和長期時間尺度上，地球的磁場總是在變化。長期來看，磁場幾百年來一直在逐漸減弱。地面和衛(wèi)星儀器最近進行的測量也顯示了磁場強度和形狀的規(guī)律變化，這種變化每隔幾年就會發(fā)生一次。
長期以來，科學家們一直認為，磁場強度的這些短期變化受到行星外核活動的影響。這項新研究可能會提供長期尋求的證據(jù)。
該研究的作者查看了 20 多年的磁場數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)由 ESA 的 Swarm 衛(wèi)星任務在 1999 年至 2021 年間收集。Swarm 是一個由三顆相同衛(wèi)星組成的艦隊，用于測量來自地球核心、地殼、海洋和大氣的磁信號。該團隊將這些衛(wèi)星數(shù)據(jù)與地面?zhèn)鞲衅鳙@取的早期磁場測量結(jié)果相結(jié)合，然后使用計算機模型來模擬地球發(fā)電機或地球外核中流體的對流流動。
通過這些綜合測量，該團隊首次確定了行星核心中存在磁科里奧利波。
這些波的來源目前仍然是個謎，但它們可能源于“地球[外]核心深處的干擾。
這些波也很可能不是唯一穿過核幔邊界的波。雖然 Magneto-Coriolis 波解釋了 Swarm 和其他傳感器觀察到的一些七年磁場波動，但其他尚未發(fā)現(xiàn)的具有更長周期的波可以解釋更長時間尺度上的磁場變化。為了發(fā)現(xiàn)這樣的波，研究人員只需要關注核心。
