地球外核中的液态铁可能表现出令人惊讶的行为。科学家们发现，在太平洋下方，深处的大量熔融物质的流动方向发生了变化，原因尚不明确。欧洲航天局（ESA）卫星的数据帮助研究人员追踪了这一变化，并建立了对地球中心附近发生的情况的更详细图景。地球的熔融外核位于表面下约2200公里。当这种电导液态铁移动时，它有助于产生地球的地磁场。多年来，研究小型变化的科学家们得出的结论是，外核的大部分流动主要朝西方。 太平洋下的突然反转 这种模式在2010年发生了显著变化。在太平洋下方，一个大型熔融物质区域开始强烈向东移动，而不是继续其较弱的西向流动。科学家们仍然不知道反转的原因。卫星观测，包括来自 ESA 的 Swarm 和 CryoSat 任务的测量，现已使研究人员能够更详细地研究这一事件。发布于《地球深部研究杂志》的研究将地面观测与1997年至2025年收集的卫星测量结合在一起。研究人员使用了来自ESA的Swarm和Cryosat任务的数据，以及来自德国CHAMP任务和Ørsted任务的观测数据。它们的分析显示，赤道太平洋下方的一个广泛富铁流体区域在2010年从较弱的西向流动转变为强烈的东向流动。科学家们一般将外核的大规模循环视为相对稳定。然而，太平洋下的突然变化表明，该系统的变化速度可能比之前认为的快得多。这些发现提供了关于导致地球磁场生成的湍动的线索。它们也可能指向外核活动与地球内部更深处正在发生的变化之间的联系。 研究的主要作者、爱丁堡大学地球科学学院的弗雷德里克·达尔·马德森表示：“太平洋下方的大规模流动反转提出了关于地球深部行为的新问题。科学家们现在想要了解反转是否代表了一个短暂的波动、重复振荡的一部分，还是核心循环的新稳定平衡。持续监测将对确定未来几年流动的演变至关重要。” 可能与地球内核的联系 马德森还表示，研究模型表明，自2020年以来，太平洋下方的强东向流动已减弱。他补充说：“太平洋强东向流动的上升与内核行为的变化是同时发生的，这从大地测量学和地震学中可以推测出来，我们假设这些深部内部的变化与太平洋下方的流动变化相关。” 从太空探测地球的熔融核心 地球的磁场是由液态外核内部的运动所产生的。在那里，电导熔融铁围绕固态内核循环。这个过程，称为地球动力发电机，不断变化。尽管如此，许多宽泛的流动模式在几十年的观测中似乎相对一致。ESA于2013年发射了三颗Swarm卫星。每颗卫星都携带高敏感度的磁力计，可以以极高精度测量地球的磁场。由于卫星以精心协调的轨道飞行，它们能够将来自核心的磁信号与由地壳、海洋、电离层和磁层产生的信号分开。这些测量使科学家能够重建靠近核心和地幔边界的流动模式的变化。它们还帮助研究人员识别与太平洋反转和2017年地磁跃变相关的突然变化。根据 ESA 的 Swarm 任务经理安雅·斯特罗梅的说法，该任务的长时间观测记录对这项研究至关重要。她指出：“尽管 Swarm 是在2010年戏剧性反转事件之后发射的，但它提供了高精度的数据，告诉我们这一事件后地球内核的情况。“重要的是，Swarm 提供了多年的连续全球覆盖，使科学家能够追踪核心动态随时间的发展，而不仅仅依赖地面磁观测站。长时间的卫星磁测量使研究人员能够近实时跟踪地球动力发电机的变化，并改进地球磁场演变模型。未来从诸如Swarm等任务的观测将发挥至关重要的作用。” 可能的自然循环迹象 卫星测量还揭示了一些波动加速和快速变化的流动结构，这在噪声较大的数据集中可能难以检测。这些发现表明，东向流动在几年前达到最强点后，可能正在减弱。这引发了可能性，即