本文參加百家號科學#了不起的天文航天# 系列徵文
磁極漂移，是每個飛行員和領航員都知道的事情，他們在計劃航線時必須考慮到這一點。
事實上，磁極由於漂移地太過劇烈，以至於真實磁極的位置與地理磁極和地球自轉軸的位置已經不同了。
到今天為止，地球的真實磁極距其地理磁極已經偏差了965公裡（600英裡）。現在一項研究表明同樣的磁極漂移也發生在水星上。
地球的磁極固定著地球的磁層。磁層延伸到我們星球周圍的太空，保護我們免受輻射的傷害。磁層及其磁極是地球核心熔融狀態的產物，科學家認為水星核心也存在一部分熔融狀態。
但是，究竟是什麼原因使兩磁極發生漂移呢？這種被稱為磁極漂移的現象，在地球上是由於地核中熔融狀態的鐵水流動變化而引起的。
地球上，北極每年漂移約55至60公裡（34至37英裡），南極每年漂移約10至15公裡（6至9英裡）。兩極也會發生翻轉，這在地球的歷史上發生過大約100次。
研究表明，在水星上可能發生了同樣的磁極漂移，並且這顆行星磁移背後的故事比想像的要複雜得多。
圖解：（紐威特等人，《地球行星空間》，2019/地球物理數據中心），上圖：地球的磁極相對於地理磁極的漂移。漂移是由地核內液體的流動變化引起的。
這項研究發表在美國地球物理聯合會的《地球物理研究雜誌：行星》上。 它的標題是「通過研究地球磁場來確定水星早期歷史及其內核發電機效應的影響」。 主要作者是一位來自位於諾德韋克的歐洲航天局-歐洲空間研究與技術中心的天體物理學家喬安娜·奧利維拉。
作者大量的使用美國航天局第一艘太空飛行器——信使號——於2011年至2015年在環繞水星運動時收集到的數據（水星表面、地球環境、地球化學和測距）。
信使號帶有一個地磁儀，它能被太空船的橢圓軌道帶離到距地面200公裡以內的地方，詳細測量水星的磁場。信使號獲得的數據顯示，水星地殼表面弱磁異常與撞擊坑有關。
作者認為，這些異常是由於產生隕石坑的撞擊物中的鐵產生的引起的。他們還假設，當這種熔融材料冷卻時，它被水星的磁場所塑造。
科學家們知道，當火成巖冷卻時，會當時地球磁場的信息記錄保存下來。只要這些巖石含有磁性物質，它們就會與地球磁場保持一致。它被稱為「熱剩磁」。
地球上的巖石由於位置不同，所以冷卻時間也不相同，它創造了地球兩極漂移的歷史記錄。這就是為什麼我們知道地球的兩極在過去發生過翻轉，並且知道它上一次翻轉是在80萬年前。
關鍵之處就在於熱剩磁。正如第一作者奧利維拉在一份論文中所說，「如果我們想從過去尋找線索；對磁場進行某種考古意義上的研究，那麼就需要對巖石進行熱剩磁處理。」
科學家們已經能夠研究水星的磁場，但因從未有太空飛行器在水星上著陸過，以至於他們還沒有收集到任何一份巖石樣本。。
為了解決這個問題，這項研究的作者們集中研究了水星表面的五個隕石坑，以及信使號接近水星表面時收集到的磁場數據。
在水星上，五個隕石坑顯示出的磁場信號與信使號所收集到的不同。 這些隕石坑是極為古老的，有3.8至4.1億年的歷史。 研究人員認為，他們可能掌握了水星古老兩極的位置以及它們隨著時間的推移是如何變化的線索。
奧利維拉說:「這顆行星有著幾種可能的演化模式，但還沒有人利用地殼磁場來了解並推演它的演化過程。」
這些撞擊使巖石融化，當巖石冷卻時，它保留了地球磁場的記錄。他們利用這五個隕石坑的磁場數據來模擬水星磁場隨時間的變化。由此，他們就能估算出水星古代磁極的位置，簡稱「古磁極」。
實驗的結果令人驚訝地指出水星複雜的磁性。他們發現古代的磁極離現在的南極很遠，而且它們很可能隨著時間而改變。不過這正是他們所期望的。
但他們也預計兩極會聚集在靠近水星自轉軸的兩個點上，與地球很像。但兩極是隨機分布的，令人震驚的是，它們都在地球的南半球。
正如論文裡所說，「古磁極與水星目前的磁北極或地理位置的南極並不一致，這表明水星的兩極磁場已經發生了移動。」
這一證據支持了水星的磁史與地球的磁史大不相同的觀點。 同時也支持了水星沿其軸移動的想法。 當北極和南極的地理位置發生變化時，就稱為真正的極地漂移。
地球的兩極磁場具有明顯的北極和南極，而水星則不同。它目前有一個雙極-四極磁場，兩極和磁赤道的偏移。根據這項研究，在古代，它可能有相同的領域。或者，根據奧利維拉的說法，它可能有一個多極場，具有像義大利麵一樣扭曲的磁力線。
這就是我們目前對水星磁場線的認識。科學家真正需要做的是研究來自水星的多種巖石樣本。但是從來沒有太空飛行器在那裡著陸，也沒有計劃著陸。
圖解：信使號太空船指出水星的磁場要為幾個磁」龍捲風」負責 －－與行星際空間的磁場糾纏在一起－－ 有些的寬度達到800公裡，或是行星總直徑的1/3。
對於太空飛行器來說，水星是一個難以訪問和繞軌道運行的地方，更不用說著陸了。它離太陽很近，這意味著任何前往水星的任務都必須與太陽強大的引力相抗衡。因此它所需要遠超於飛至水星的燃料用以抗衡太陽引力，至今為止，只有兩艘飛船曾經訪問過水星：信使號和水手10號。
圖解：水星的磁場傾向於在赤道部分比水星的其它部分為強。
目前，科學家們正期待著歐洲航天局首次訪問水星的貝皮克隆博。它將於2025年到達水星，並在那裡停留一到兩年。實際上它沒有著陸器，但是有著兩個合二為一的航天軌道器。
其中一個軌道器叫做水星磁層軌道器 (Mercury Magnetospheric Orbiter，簡稱：MMO)。顧名思義，它的作用是研究水星的磁場，這在行星中很少見。這次任務所獲得的的數據很可能以此類研究為基礎，並可能進一步闡明水星複雜的磁場歷史。
參考資料
1.WJ百科全書
2.天文學名詞
3.sciencealert-治於神- EVAN GOUGH, UNIVERSE TODAY
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