Магнитный щит Земли защищает нашу планету от бедствий солнечного ветра и космического излучения, делая жизнь на нашей планете возможной. Но каждые 10 лет или около того, это может быть настоящим рывком.
«Геомагнитные рывки» - это резкие изменения напряженности магнитного поля Земли. Хотя некоторые вариации в этой области, как ожидается, будут происходить постепенно, в течение сотен или тысяч лет, эти внезапные колебания по интенсивности длятся не более нескольких лет и могут только изменять магнетизм Земли в определенных частях мира одновременно. Например, один из первых задокументированных рывков ненадолго изогнул поле над Западной Европой в 1969 году.
С тех пор каждые 10 лет где-то в мире обнаруживается новый рывок, и ученые до сих пор не знают, что их вызывает. В то время как многие геомагнитные явления, в том числе северное и южное сияние, возникают в результате попадания электрифицированного солнечного ветра в магнитосферу Земли, считается, что рывки происходят из глубины ядра нашей планеты, где само магнитное поле генерируется постоянным оттоком горячей и горячей воды. утюг. Точный механизм действия, однако, остается загадкой.
Теперь новое исследование, опубликованное сегодня (22 апреля) в журнале Nature Geoscience, предлагает потенциальное объяснение. Согласно новой компьютерной модели физического поведения ядра, геомагнитные рывки могут генерироваться плавучими каплями расплавленного вещества, выделяющимися из глубины ядра.
Кто придурок?
В новом исследовании ученые создали компьютерную модель, которая тщательно воссоздает физические условия внешнего ядра Земли и показывает ее эволюцию в течение нескольких десятилетий. После эквивалентных 4 миллионов часов вычислений (ускоренных благодаря французскому суперкомпьютеру) моделирование активной зоны смогло генерировать геомагнитные рывки, которые близко совпадали с фактическими рывками, наблюдаемыми в последние несколько десятилетий.
Эти смоделированные рывки двигали магнитосферу каждые 6–12 лет в модели - однако события, казалось, происходили из плавучих аномалий, которые образовались в ядре планеты 25 годами ранее. По мере того, как эти капли расплавленного вещества приближались к внешней поверхности ядра, они генерировали мощные волны, которые мчались вдоль линий магнитного поля рядом с ядром и создавали «резкие изменения» в потоке жидкости, которая управляет магнитосферой планеты, пишут авторы. В конце концов, эти внезапные изменения превращаются в резкие возмущения в магнитном поле высоко над планетой.
«представляют собой серьезное препятствие для прогнозирования поведения геомагнитного поля на годы вперед и на десятилетия вперед», - пишут авторы в своем новом исследовании. «Способность численно воспроизводить рывки предлагает новый способ исследовать физические свойства недр Земли».
Хотя невозможно подтвердить результаты этого моделирования фактическими наблюдениями за ядром (оно слишком горячее и находится под высоким давлением, чтобы оказаться где-нибудь вблизи центра нашей планеты), наличие модели, которая может воссоздавать исторические рывки с высокой точностью, могло бы помочь в прогнозировании множества рывков еще впереди, исследователи написали.
Знание того, когда придут рывки, может также помочь отследить, как они влияют на другие геодинамические процессы. Например, возможно ли, как одно из исследований 2013 года в Природе, что рывки являются предвестниками более продолжительных дней. Согласно этому исследованию, внезапные изменения в потоке жидкости в ядре Земли могут также незначительно изменить вращение планеты, фактически добавляя дополнительную миллисекунду к дню каждые 6 лет или около того. Исследователи сообщают, что периоды, когда земной день удлинялся, коррелировали с несколькими известными случаями хорошо известных рывков.
Если это правда, и геомагнитные рывки ответственны за несколько более длинный рабочий день каждые несколько лет, по крайней мере, мы знаем, что дали им правильное имя.
