NASA啟動緊急調查：南大西洋異常區域正急速擴張，非洲南部已陷落

2020-08-21 星辰大海路上的種花家

熟悉航天和地理的朋友都知道大西洋有一個巨大的磁異常區域，一直以來它就在那裡，太空飛行器路過都會受到影響！不過最近數十年來，南大西洋東部又出現了一個新的極小值區域，而且每年正在以20千米的速度擴大，非洲南部已經有部分地區陷落！

南大西洋磁異常區域

地球上磁場最弱的一片區域，覆蓋範圍在南美洲南部到南大西洋海域，1958年柯策（Pieter Kotze）發現這個異常區域，科學家研究後發現，這裡的異常現象在很久以前就存在了，此前儘管磁場強度異常且偏低，但一直以來不太變化！

從1590年以來都非常平穩，但在1750年之後地磁強度逐年下降，從1850~1860年開始，全球磁場強度也開始下降，科學家認為是「磁異常區域內磁場下降，帶動了全球磁場進一步下降」！

對太空飛行器的影響

磁場變化對太空飛行器影響挺大，地球磁氣圈中有一個範艾倫輻射帶。1958年1月31日，美國第一顆人造衛星「探險者一號」升空，其攜帶的改革計數器突然下降到0，1958年3月26日探險者三號升空時，又發生了同樣的狀況，當時科學家非常不解！

物理學家詹姆斯·范·艾倫認為這是地球磁場作用下形成了一個帶電粒子捕獲區，它是地球磁場俘獲太陽風中的帶電粒子所形成的，後來將此區域命名為範艾倫輻射帶！這個輻射帶分為內外兩層，外帶捕獲的電子比較多，內輻射帶則高能質子更多一些。

儘管範艾倫輻射帶保護了地表免受大量高能粒子的轟擊，但對於太空飛行器影響可就大了，輻射帶的內帶在2000~5000千米高度，外帶在60000~100000千米，對太空飛行器影響最大的是內帶，敏感的星載電子元件會被其轟擊產生誤動作，重啟甚至失靈！

2011年11月俄羅斯「福布斯·土壤」火星探測器載著中國的「螢火一號」在近地軌道上變軌到地火轉移軌道時，因為晶片抗輻射設計不足，點火時重啟，導致變軌失敗，此後數次都出現故障，最終在次年1月15日墜入太平洋！

因此人造衛星軌道設計時都會避免運行在範艾倫輻射帶內，如果要穿越範艾倫輻射帶的太空飛行器都要加固設計，當然載人太空飛行器要避免在此軌道內運行，當然另一個原因是為了補給方便運行在低軌道（國際空間站高度：400千米左右，基本為圓形的軌道）。


磁異常區域的範艾倫輻射帶偏低

上文說明了範艾倫輻射帶在正常情況下大約是2000~5000米，但在日冕物質拋射時（太陽異常活躍期間），其高度邊界可能會被壓縮至南大西洋上方200千米，縮減為原來的1/10！這是一個可怕的數據，屆時大量的衛星和國際空間站都將暴露在太陽高能輻射之下，眼冒金星可能就會真的發生！

南大西洋異常區：不止磁場減弱，範圍更逐漸擴大

德國地球科學研究中心的尤爾根·馬茨卡稱在過去的十年中，南大西洋異常東部出現了新的磁場極小值，每年以20千米速度急速擴張，並且還有加速趨勢，據此估計到2240年，整個南半球將會處在磁異常區域的擴張之下！

ESA的數據表明，磁異常區域內的磁場在1970年至2020年之間，最低強度從24,000納米特斯拉下降至22,000，未來南半球恐將半暴露在太陽高能粒子的威脅之下，特別是太陽活動的高峰期，範艾倫輻射帶可能壓縮至更低，不過有另一個副產品將會產生：

2200年後南半球極光更常見

極光是帶電粒子轟擊大氣層的氮原子和氧原子，激發到高能態後的輻射，氮原子激發後發射紅色或者紫色極光，氧原子被電子激發發出綠色或者褐紅色光。但這種美麗的極光伴隨的可能是高輻射環境，動植物可能死亡率可能會大幅增加！

NASA（美國宇航局）和ESA（歐洲航天局）正密切監視

NASA正利用ESA的Swarm衛星取得的數據，正在密切監視南大西洋的此異常區域變化狀況，Swarm（蜂群）衛星是2013年11月22日發射，運行在500千米高度，主要檢測對象是太陽風中帶電粒子與地球磁場！

該「蜂群」衛星由三個組成部分，兩顆衛星在460km高度軌道進行編隊飛行，以測量地球磁場的東-西梯度，而第三顆衛星部署在高度為530km的軌道，星載設備包括矢量場磁強計，絕對標量磁強計、電場裝置、加速度計、GPS接收機、星敏感器和雷射反射器等！

但除了檢測和預警，我們什麼都做不了，現在能知道的是磁異常可能將分裂成兩個區域，但未來仍將繼續擴大，地球內核肯定發生了什麼事件，但對於人類來說，地球內部仍然隱藏了太多的秘密！

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    1958年柯策發現南大西洋海域是磁異常區域，這一區域的磁場強度很低，也不怎麼變化，然而在1970年之後，該區域的磁場強度一直在下降後來NASA在調查時，竟然發現南大西洋磁異常區域正在不斷擴大，每年以20千米速度急速擴張，並且還有加速趨勢！
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  • NASA開始調查神秘的南大西洋異常現象
    據英國天空新聞網（Sky News）當地時間8月18日報導，美國國家航空航天局局（NASA）的科學家們，正在調查一個位於南大西洋的神秘異像。在這個區域內，地球的磁場，正因某種未知的原因而明顯減弱。在過去的兩百多年裡，地球上各個區域的磁場平均同比減弱了10%，但在非洲到南美洲之間，有一個明顯的比其他地區弱的地磁區域。
  • 美國宇航局正在調查神秘的南大西洋異常現象
    美國國家航空航天局的科學家們正在調查神秘的南大西洋異常現象，這是一個地球磁場的薄弱區域，其面積在不斷擴大。平均來說，地球磁場在過去的兩個世紀裡減弱了近10%的強度，但是從非洲到南美還有一個很大的局部區域的磁場強度減弱。這一區域被稱為南大西洋異常，在過去的50年裡，該區域的磁場強度迅速縮小，而該區域本身也在增長並向西移動。在過去的五年裡，第二個強度最小的中心在非洲的西南部發展起來，研究人員認為這表明異常可能分裂成兩個獨立的細胞。
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  • 南大西洋異常區早在800萬至1100萬年前就已存在
    ，南大西洋異常區早在800萬至1100萬年前就已存在，這表明這種現象是一種反覆出現的特徵，不太可能代表地球磁場即將發生逆轉。所謂南大西洋異常區是地球上一片地磁最弱的區域，覆蓋範圍涉及南美洲南部及南大西洋海域。由於該區的地磁較其它地區弱，阻擋太陽粒子的範艾倫輻射帶在該區域上空形成凹陷，這讓太陽粒子可以到達更接近地球的位置，導致穿越該區域上空的人造衛星受粒子影響而出現運作異常。哈勃太空望遠鏡也曾在穿越該區域上空時出現運作異常。因此，現在每當哈勃望遠鏡穿越該區時都會停止運行。
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    在從非洲延伸到南美地區，地球磁場正在逐漸減弱，這一奇怪的行為讓地球物理學家感到困惑，並正在造成繞地球軌道運行衛星的技術幹擾。科學家們正在使用來自歐空局的「星群」數據來提高我們對這個被稱為「南大西洋異常」區域的理解。地球磁場對地球上的生命至關重要，地球磁場是一種複雜而動態的力量，保護我們免受宇宙輻射和來自太陽帶電粒子的傷害。
  • 中科院南美實驗室研究揭示南大西洋異常區電離層特性
    中新社北京7月2日電 (記者 孫自法)記者2日從中國科學院(中科院)國家空間科學中心獲悉，設在該中心的中科院南美空間天氣實驗室/中巴空間天氣聯合實驗室(簡稱「中科院南美實驗室」)科研人員，在南大西洋異常區電離層特性研究方面已取得重要成果，首次利用中科院南美實驗室巴西聖瑪利亞臺站和中國子午工程武漢臺站數字測高儀數據進行對比分析
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    中新社北京7月2日電 (記者 孫自法)記者2日從中國科學院(中科院)國家空間科學中心獲悉，設在該中心的中科院南美空間天氣實驗室/中巴空間天氣聯合實驗室(簡稱「中科院南美實驗室」)科研人員，在南大西洋異常區電離層特性研究方面已取得重要成果，首次利用中科院南美實驗室巴西聖瑪利亞臺站和中國子午工程武漢臺站數字測高儀數據進行對比分析，研究揭示出南大西洋異常區電離層特性。
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