为什么地磁北极正奔向西伯利亚?

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本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点


在全球范围内找到圣诞老人在北极的家很容易——只需找到顶部所有经线汇聚的点即可。但这只是“地理”北极;对于极点还有其他几种定义,所有这些定义在不同的科学或导航背景下都很有用。在众多北极中,让我们庆幸圣诞老人没有选择磁极作为他的家,因为他将不得不花费与送礼物一样多的时间来移动。

地磁北极(NMP),也称为磁倾极,是地球上行星磁场垂直指向地面的点。苏格兰探险家詹姆斯·克拉克·罗斯于 1831 年首次在现在的加拿大北部布西亚半岛发现了地磁北极,并插上旗帜,宣布它归大不列颠所有。


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但是,随着地球内部地球物理过程的变化,地磁北极每年都在漂移。在罗斯测量后的 150 多年里,它的移动是渐进的,通常每年不到 15 公里。但是,在 1990 年代,它的速度大幅加快,以每年超过 55 公里的速度向西北偏北方向冲入北冰洋。如果它继续前进,它可能会在十年左右的时间内超过地理北极,并继续向西伯利亚方向前进。但这是为什么呢?

一个引人注目的解释出现在 12 月 21 日的Eos美国地球物理联合会的每周事务报告中。在他们的Eos文章(需要订阅)以及2010 年早些时候发表在地球物理研究杂志 - 固体地球上的更长篇论文中,巴黎地球物理研究所的阿诺·丘利亚特和他的同事们推测,北极下方一个扭曲的熔融柱可能是原因所在

根据最近的一些模型,密度较低的流体柱在内核边界形成,随后在[圆柱体]内上升,圆柱体的中心轴是地球的自转轴。由于地球的快速自转,这种柱状物经历了强烈的螺旋运动,这种现象也在水 лабораторных实验中观察到。在地核中,螺旋柱状物平流并扭曲磁力线,形成科学家们所说的“极地磁上涌”。

这些上涌物卸载到北极地幔中,可能会在十年左右的时间尺度上产生强烈的磁活动斑块,这足以解释地磁北极的突然加速。(作者将这些斑块比作地球版的太阳黑子。)磁场测量显示,新西伯利亚群岛附近发生了剧烈的变化,似乎符合这种情况。

丘利亚特说:“在 1990 年代,新西伯利亚群岛地核表面下方发生的事情是,磁场的变化率发生了很大变化。”他和他的同事们发现,这种活动可能解释了地磁北极加速的大部分原因。但丘利亚特和他的合著者指出,新西伯利亚群岛下方的磁场变化和加速的地磁北极最终是否源于穿过地核上升的扭曲流体柱,仍未得到证实。这个谜团的解决将等待更好的建模,以及来自监测北极磁环境的卫星的更多数据。有趣的是,卫星的必要性是极点最近移动的结果——随着地磁北极向海洋深处漂移,配备磁力计的飞机越来越难以到达该区域。

指南针照片来源:维基共享资源

 

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