本文發表於《大眾科學》的前部落格網路,反映了作者的觀點,不一定反映《大眾科學》的觀點
在全球範圍內找到聖誕老人在北極的家很容易——只需找到頂部所有經線匯聚的點即可。但這只是“地理”北極;對於極點還有其他幾種定義,所有這些定義在不同的科學或導航背景下都很有用。在眾多北極中,讓我們慶幸聖誕老人沒有選擇磁極作為他的家,因為他將不得不花費與送禮物一樣多的時間來移動。
地磁北極(NMP),也稱為磁傾極,是地球上行星磁場垂直指向地面的點。蘇格蘭探險家詹姆斯·克拉克·羅斯於 1831 年首次在現在的加拿大北部布西亞半島發現了地磁北極,並插上旗幟,宣佈它歸大不列顛所有。
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但是,隨著地球內部地球物理過程的變化,地磁北極每年都在漂移。在羅斯測量後的 150 多年裡,它的移動是漸進的,通常每年不到 15 公里。但是,在 1990 年代,它的速度大幅加快,以每年超過 55 公里的速度向西北偏北方向衝入北冰洋。如果它繼續前進,它可能會在十年左右的時間內超過地理北極,並繼續向西伯利亞方向前進。但這是為什麼呢?
一個引人注目的解釋出現在 12 月 21 日的Eos,美國地球物理聯合會的每週事務報告中。在他們的Eos文章(需要訂閱)以及2010 年早些時候發表在地球物理研究雜誌 - 固體地球上的更長篇論文中,巴黎地球物理研究所的阿諾·丘利亞特和他的同事們推測,北極下方一個扭曲的熔融柱可能是原因所在
根據最近的一些模型,密度較低的流體柱在核心邊界形成,隨後在[圓柱體]內上升,圓柱體的中心軸是地球的自轉軸。由於地球的快速自轉,這種柱狀物經歷了強烈的螺旋運動,這種現象也在水 лабораторных實驗中觀察到。在地核中,螺旋柱狀物平流並扭曲磁力線,形成科學家們所說的“極地磁上湧”。
這些上湧物解除安裝到北極地幔中,可能會在十年左右的時間尺度上產生強烈的磁活動斑塊,這足以解釋地磁北極的突然加速。(作者將這些斑塊比作地球版的太陽黑子。)磁場測量顯示,新西伯利亞群島附近發生了劇烈的變化,似乎符合這種情況。
丘利亞特說:“在 1990 年代,新西伯利亞群島地核表面下方發生的事情是,磁場的變化率發生了很大變化。”他和他的同事們發現,這種活動可能解釋了地磁北極加速的大部分原因。但丘利亞特和他的合著者指出,新西伯利亞群島下方的磁場變化和加速的地磁北極最終是否源於穿過地核上升的扭曲流體柱,仍未得到證實。這個謎團的解決將等待更好的建模,以及來自監測北極磁環境的衛星的更多資料。有趣的是,衛星的必要性是極點最近移動的結果——隨著地磁北極向海洋深處漂移,配備磁力計的飛機越來越難以到達該區域。
指南針照片來源:維基共享資源