地球的地磁场强度是历史平均强度的两倍

地磁场强度是长期历史平均值的两倍

由于地磁场强度比今天低得多,极光在纬度上的艺术印象更为广泛。图片来源:王华培(资料由美国宇航局地球天文台提供),麻省理工学院新闻编辑

来自麻省理工学院表明,地球的地磁场强度是长期历史平均值的两倍,表明当前场强度在达到不稳定的水平之前,目前的场强度有很长的路要落下,这将导致逆转。

在过去的200年里,地球的地磁场强度一直在下降,一些科学家怀疑其速度可能会导致磁场在2000年内降至最低点,使地球暂时无法抵御来自太阳的带电粒子的破坏。这种强度的下降与周期性地磁场倒转有关,即地球的南北磁极倒转极性,在恢复到稳定的屏蔽强度之前,这种情况可能会持续数千年。

随着地磁场疲软,太阳辐射增加可能会损坏电子产品 - 从个别起搏器到整个电网 - 并且可以诱导遗传突变。逆转也可能影响使用地球磁场作为内部指南针的动物的导航。

但根据一项新的麻省理工学院的研究发表在《美国国家科学院院刊》上研究人员计算了过去500万年地球的平均稳定磁场强度,发现今天的强度大约是历史平均强度的两倍。

这表明在达到导致逆转的不稳定水平之前,目前的场强在跌落之前有很长的路要。

“这是一个巨大的差异,知道今天的领域是长期平均还是高于长期平均之路,”MIT系列,大气和行星科学系的博士后,威达王先生。“现在我们知道我们在不稳定的区域之上。即使[现场强度]掉落,我们仍然有一个长的缓冲区,我们可以舒适地依赖。“

通过历史翻转

地球在其一生中经历了多次地磁逆转,以随机间隔翻转其极性。

“有时4000万年都不会出现翻转;另一些时候则会在100万年里发生10次翻转。”“平均来说,两次翻转之间的持续时间是几十万年。最后一次翻转发生在大约78万年前,所以我们实际上错过了一次翻转。”

即将发生逆转的最明显迹象是,地磁场强度明显低于其历史长期平均值——这表明地球正在向不稳定状态倾斜。虽然卫星和地面天文台在过去200年里对目前的磁场强度进行了准确的测量,但在过去几百万年里的估计不太可靠。

王和他来自罗格斯大学和法国的同事们试图利用加拉帕戈斯群岛火山喷发出的古代岩石来测量地球的古地磁。加拉帕戈斯群岛位于赤道,是一个理想的地点。由于稳定的地球磁场是偶极的,磁场的强度在两极应该是相同的,赤道的强度应该是赤道的一半。

因此,了解赤道和杆子的古磁场强度的推理将使地球的平均历史强度进行准确估计。

来自偶极子的岩石

王获得了来自加拉帕戈斯的古代火山熔岩的样本,而他来自加利福尼亚大学的Screps海洋学机构的同事在圣地亚哥挖掘出来自南极洲的同样老年岩石。这种火山岩在冷却时保留有关地磁场强度的信息。

两个小组将样品带回各自的实验室,测量岩石的自然剩余磁化强度,或铁磁性粒子的方向。然后,他们加热岩石,在已知磁场的作用下冷却,测量岩石冷却后的磁化强度。

岩石的剩余磁化强度与其冷却时的磁场成正比。因此,利用他们的实验数据,研究人员能够计算出古代地磁场强度的峰值分布,赤道(约15微特斯拉)和两极(约30微特斯拉)。今天,相同位置的场强分别约为30微特斯拉和60微特斯拉——是历史长期值的两倍。

“这意味着今天的价值异常高,即使它在下降,也在下降到长期平均水平,而不是从平均水平下降到零,”王说。

远非零

那么为什么科学家们假设地球的地磁场落到陡峭的低温?王说,事实证明,这一假设是基于缺陷的历史数据。

科学家们估计了地球周围不同纬度地区的古地磁强度,但王的数据是来自赤道地区的第一个数据。然而,王发现科学家们错误地解释了岩石如何记录它们的磁场,导致对古地磁强度的估计不准确。具体来说,科学家们假设,当岩石中的单个铁磁颗粒冷却时,它们的非成对电子自旋的方向是一致的,这反映了磁场强度。

然而,这种效应只适用于一定的规模。在较大的晶粒中,未配对电子自旋在晶粒的不同区域具有不同的方向,从而使场强图复杂化。

王开发了一种纠正这种多源效应的方法,并将该方法应用于他的加拉帕戈斯兰花。他说,结果比以前的古磁场估计更可靠。

至于地球何时会经历下一次翻转,王说答案仍然悬而未决。

“我可以说的是,如果你保持不变的当天减少率,它将需要1000年的时间来降低其长期平均水平,”王说。“从那里,场强度可能再次上升。考虑到Geodynamo的磁水流动过程的随机性质,真的没有办法预测之后会发生什么。“

罗切斯特大学的地球物理学教授John Tarduno说,研究结果表明,今天的场强异常高,科学家们将不得不重新考虑影响地球地磁的力量。

“他们在较短的时间尺度上谈论了更改 - 磁场的偶极子组件的一百万年或更少 - 而且大的变化,”Tarduno说。“这实际上是一个具有挑战性的想法。如果它是正确的,那真的让我们必须对发电机进行不同的思考以及如何实际发生这种变化。“

出版:Whapei Wang,等,“基于来自多麦田校正的Galapagos Lavas,PNA,2015年的多麦田矫正的古磁场较弱,”逐步逐渐较弱的古磁场;DOI:10.1073 / PNAS.1505450112

15评论关于“地球地磁场强度是历史平均值的两倍”

  1. 大卫·J·威尔逊|2015年11月24日下午12:41|回复

    所以 - 我们都可以轻松睡在我们的床上吗?

  2. 如果我们的EMF现在真的很强大,那就意味着我们当前的基础设施已经过时了。如果我们有更弱的磁场,M耀斑将冲击我们的电子系统。我不能说我对EMF的长期历史了解得太多(我希望这被夸大了),但我可以说我们的极点再过2000年也不会逆转。它正在加速,我想说这将是四分之一的时间,麦克斯。看看过去200年历史上的极移位置。然后看看它变化的速度。如果你能在150年内完全逆转,我不会感到惊讶。哦,顺便说一句,在这个过程中,向任何电子系统说再见。我们会感觉到前所未有的…哦,好吧。。够了,末日预言家的话。。我们会挺过去的,但我们需要开发更强大的系统。

    • 另一个政府科学严重不准确的例子。测量地球磁场要比测量气候变化容易得多,但他们仍然完全错了。地球的磁场影响进入大气层的宇宙射线的数量,这些宇宙射线对云的形成、降水量、云和降水的类型有显著影响。

  3. 嗨,多年来,科学家们一直说地球就像一个偶极子磁铁
    但我不同意,因为地球是球体,它会产生条形磁铁
    我称之为二维磁场,因为地球是一个球体
    它使磁场弯曲,使它成为一个三维磁场
    尺寸领域我也相信地球磁场产生
    Naturaly不是合成磁性,我是发明磁性的人
    sphere但是发明帮助偷走了我的那部分想法,所以我从来没有得到过
    功劳

  4. 地球环形磁层与太阳和木星和土星的磁球相互作用。为了对一体身体的磁性行为进行任何结论性obes,您需要研究邻近工作中的所有最大磁场。只有沃尔特罗素被忽视,我们永远不会理解磁力。磁场捕获和保持光子的可能性是一个问题,如果这是由于不受欢迎的猜想,我们对磁性的研究不完整,我们将永远不会预测大规模磁场的行为。

  5. Planet X在阳光下以及一切......我的意思是一切都会发生变化。B将在12月中可见,然后我们在3月份尾巴...... .Later。

  6. 我听说过地磁场的滴,但它没有得到太多的新闻。我认为这至少是对全球变暖的许多归因于全球变暖的东西,如电流的变化,在他们从未被发现的区域出现的海洋生物。任何投入将不胜感激。

  7. 最有可能的原因是最近和未来几年异常活跃的太阳电磁活动。

  8. 这种磁力变化会影响我们的全球天气和/或全球变暖吗?????

  9. 马达纳戈帕尔V.C。|2015年11月26日晚上8:52|回复

    地球的地磁场仅仅是由于等离子体在地球中央的地核中循环产生的。离子等离子体产生电流,这是地磁的原因。在古时候,地球的整个地核应该充满了等离子体,岩浆更少,这就是为什么当时的磁场强度恰好更高。随着地球的冷却,等离子体体积也随之下降,地磁也随之下降。
    太阳的磁性非常强,它将太阳风喷射到很远的地方,因为它完全由氢和氦的等离子体组成。类似地,气体行星的磁性应该非常高。火卫一和Deimos的磁性应该为零。非常感谢。

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