地球磁場存在著一個巨大的弱點，其面積現在只有歐洲的一半

地球磁場對於地球宜居起著至關重要的作用。它充當保護屏障，保護我們免受有害的宇宙輻射和來自太陽的帶電粒子流的影響。

地球如何產生磁場？

磁場是在地球深處產生的。在地表下約 3,000 公里處，外核充滿了一片巨大的熔融、攪拌的液態鐵海洋。當這種導電材料移動時，就會產生電流。這些電流產生了圍繞地球的不斷變化的電磁場。雖然它可以粗略地與自行車發電機中旋轉的導體的運動進行比較，但驅動磁場的實際過程要複雜得多。

Swarm 是在歐洲太空總署地球觀測 FutureEO 計畫框架內開發的地球探索者任務。它由三顆相同的衛星組成，測量來自地核、地函、地殼和海洋的磁訊號，以及電離層和磁層的貢獻。

這些詳細的觀察有助於科學家分離出不同的磁性來源，並更好地理解為什麼某些區域的磁場較弱而其他區域的磁場較強。

為什麼南大西洋異常很重要？

南大西洋異常現象於 19 世紀首次在南美洲東南部被發現。如今，由於它對太空安全的影響，它受到密切監控。經過該區域的衛星會受到高水平的輻射，這增加了技術故障、硬體損壞甚至暫時服務中斷的風險。

新結果發表於 地球和內行星物理學 他們表明，2014年至2025年期間，異常現象穩步擴大。然而，自2020年以來，非洲西南部大西洋地區的磁力急劇減弱。

「南大西洋異常現像不僅僅是一個區塊，」主要作者、丹麥技術大學地磁學教授 Chris Finley 說。 「非洲的變化與南美洲附近的變化不同。該地區發生了一些特殊的事情，導致磁場以更強烈的方式減弱。」

回流修正和基本動力學

科學家將這種不尋常的行為與地球液體外核和固體地函之間邊界的磁場模式聯繫起來。這些特徵被稱為反向磁通點，代表磁場以意想不到的方式表現的區域。

芬利教授解釋說：「通常情況下，我們會看到磁力線從南半球的核心出現。但在南大西洋異常之下，我們看到了意想不到的區域，其中磁場不是離開核心，而是返回核心。借助群數據，我們可以看到其中一個區域向西移動到非洲上空，導致該地區南大西洋異常減弱。」

Swarm 創造了新的磁性記錄

最新的磁場模型是 Swarm 的一個重要里程碑。任務目前保持著地球磁場最長的連續太空記錄。

作為第四次地球探索者任務，這些衛星於 2013 年 11 月 22 日發射，旨在測試先進的地球觀測技術。它們已經超出了計劃的使用壽命，對於維護長期磁場記錄、支援營運服務和指導未來的衛星任務至關重要。

群體測量構成了全球磁模型的基礎，用於導航、追蹤空間天氣災害以及研究地球系統從深層內部到高層大氣。

西伯利亞上空磁場強度增強

新發現也強調了地球磁力的動態變化。在南半球，有一個地區磁場特別強。在北半球，有兩個這樣的區域，一個靠近加拿大，另一個位於西伯利亞上空。

芬利教授說：“當你試圖了解地球磁場時，重要的是要記住，它不僅僅是一個簡單的偶極子，就像磁鐵一樣。只有透過像Swarm這樣的衛星，我們才能完整地繪製出這種結構的地圖並看到它的變化。”

自 SWARM 開始運作以來，西伯利亞上空的磁場增強，而加拿大上空的磁場則減弱。加拿大上空的強磁區縮小了地球表面積的0.65%，大約相當於印度的大小。相較之下，強大的西伯利亞磁場擴大了地球表面積的0.42%，相當於格陵蘭的大小。

這些變化是由地球湍流核心的複雜活動所驅動的，並與近年來北磁極向西伯利亞的逐漸移動有關。這種持續的變化會影響依賴這些強磁場區域之間平衡的導航系統。

「借助 Swarm 的擴展時間序列，能夠看到動態地球的全景真是太棒了，」歐空局 Swarm 任務經理 Anja Ström 說道。 「這些衛星都完好無損，並提供了出色的數據，因此我們希望能夠將這一記錄延續到 2030 年之後，屆時太陽活動極小期將讓我們能夠看到更多前所未有的地球景觀。”