地球的磁場是它最神秘的特質之一。正如我們所知道的,它對生命而言至關重要,因為它保證我們的大氣層不被太陽風剝離,為地球上的生命遮擋有害的輻射。某段時間,科學家們推測這是地球核心發電機運動的結果,在此,液態的外核以與地球自轉相反的方向,圍繞固態的內核旋轉。
此外,地球的磁場受到了其他因素的影響,比如地殼中的磁石,和海洋的流動。因此,歐洲太空署(ESA)的Swarm衛星,一直在持續地監視地球的磁場,最近開始監視地球的海洋——首個結果在今年奧地利維也納的歐洲地球科學聯盟會議上發布。Swarm計劃,由三個觀察地球的衛星組成,在2013年發射,為了提供對地球磁場高精度和高解析度的測量。這個任務的目的不僅是為了了解地球的磁場是如何產生及變化的,而能讓我們了解到地球的組分和內部過程。
除此之外,計劃的另一個目的是為了增進我們對影響氣候的大氣過程和海洋環流的認識。海洋也是Swarm計劃的一個重要研究對象,因為它也對地球的磁場有微小的影響。一般而言,當海洋的鹽水流過地球的磁場時,它會產生電流,從而引發磁信號。
這個磁場很小,因此非常難以測量。然而,Swarm計劃已經成功處理了這個細節。這些發表在EGU2018年會議上的成果,轉化為一個動畫,顯示潮汐磁信號是如何在24小時的周期內變化的。
動畫顯示從地球北部像南移動,從較深的地方到較淺的沿海地區的溫度變化,對地球磁場有微小的影響,範圍在2.5到-2.5微特斯拉內。科學家已經使用Swarm來測量從海表到海床的潮汐磁信號,這給了我們一個在全部深度下海洋流動的全球圖景——這是嶄新的。因為海洋從空氣中吸收熱量,追蹤熱量是如何被吸收、貯存的,特別是在較深的地方,對於理解我們的氣候變化是很重要的。
此外,因為這個潮汐磁信號也在海底引發了微弱的磁反應,這些成果對了解地球巖石圈和上地幔的電學性質也有一定的幫助。通過深入了解地球磁場,科學家能夠知道地球內部的更多知識,這對於我們了解的生命是至關重要的。反過來,這將使我們更深地了解其他行星的地質形成過程,以及確定其他行星容納生命體的能力。