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【最新研究】科學家在地下三千公里發現一條快速流動的鐵水河

通過分析來自歐洲航天局(ESA)的三顆蜂群衛星(Swarm)的觀測資料, 科學家發現了一條鐵水河在地球內部深處快速流動, 這就是所謂的熔融急流。

蜂群衛星於2013年發射, 其目的是研究地球的磁場。 在這項新研究中, 蜂群衛星的觀測幫助科學家獲得了一個類似於地球X射線的視圖。

主導這項研究、來自英國里茲大學(University of Leeds)地球與環境學院的副教授Phil Livermore表示, 蜂群衛星提供了最清晰的X射線圖像。 研究人員不僅第一次清楚地看到這個急流, 也理解為什麼會出現在那裡。

地球的磁場被認為是由地核內部深處的活動所產生的。 地核是一個固態金屬球, 其大小為月球尺寸的三分之二, 主要由鐵組成。 其溫度約為5400攝氏度, 幾乎與太陽表面一樣熱。 圍繞在固體內核的周圍是地球的外核, 大約2000公里厚, 主要由液態鐵和鎳組成。 在這一層中的溫度、壓力和組成的差異導致液態金屬產生運動和渦流, 並且連同地球自轉, 就會產生電流, 而這又會產生磁場。

地球的核心位於3000公里的巖石之下, 這麼深的地方人類無法觸及, 所以科學家通過測量地球的磁場來間接地研究它。 通過蜂群衛星的觀測發現地球磁場出現變化, 這表明地核外部的液態鐵在北半球(大部分位於阿拉斯加和西伯利亞之下)移動得更快。

科學家認為, 磁場的變化實際上是由熔融急流引起的, 其移動速度為每年約40公里, 目前沿向西方向。 這種速度比正常外地核速度快三倍, 比地殼構造板塊的移動速度快幾十萬倍。

通過分析蜂群衛星的資料, 研究人員還發現, 這些急流沿著地核中兩個不同區域之間的邊界流動。 當地心中的液體從兩側流向邊界時, 然後被側向擠出, 就形成了這種急流。

當然, 液態流向邊界需要一個很強的作用力, 這可能是通過浮力或者更可能是來自地核內的磁場變化所提供。

研究人員懷疑這是已經持續了數十億年的地球內部迴圈的一部分。 如果我們能夠知道現在位於這個迴圈的哪個階段, 我們就可以預測地球的磁場將如何隨著時間的推移而變化——包括它在未來幾個世紀會如何翻轉(地球的磁場以每百年約5%的速度減弱)。

這是蜂群衛星在地球深處的首個發現, 研究人員希望另一大發現即將來臨。

現在, 衛星仍然繞著地球運轉, 測量和解開來自地核、地幔、地殼、海洋、電離層(位於地面上方大約80公里, 具有相當多的帶電粒子)和磁氣圈(地球周圍的磁場)。

研究人員表示, 預計還會有其他發現, 因為磁場一直在變化, 而這甚至可以改變急流的方向。

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