地球內部深處,兩塊面積巨大的超高溫巖石結構正悄然影響著地球磁場的演變。這兩塊巖石位于地幔底部,深度約2900公里,分別分布在非洲和太平洋下方。科學家通過磁學證據發現,它們通過改變液態外核的流動模式,在數百萬年的時間尺度上塑造著地球磁場。
地球表面以下,人類目前最深的鉆探記錄僅為12公里,而地幔與地核交界處的復雜結構長期未被直接觀測。此次研究首次通過古地磁學數據與超級計算機模擬結合,揭示了這些深部巖石結構對地球磁場的作用機制。研究顯示,這些超高溫巖石由固態高溫物質組成,周圍環繞著從南極延伸至北極的低溫巖石帶,這種溫度差異直接影響了下方液態外核的流動。
液態外核主要由鐵元素構成,其流動是地球磁場生成的關鍵。模擬結果表明,外核上層并非均勻受熱,局部存在顯著的熱差異。這些熱源分布不均導致液態鐵的流動模式變得不穩定,進而引發磁場強度的區域性變化。例如,某些區域的磁場在數百萬年間保持穩定,而另一些區域則經歷了劇烈波動。
地球磁場的動態變化不僅影響導航系統,還與大陸漂移、古氣候變化等地質歷史事件密切相關。此次研究為理解這些過程提供了新視角。例如,磁場強度的區域性差異可能與古氣候演變存在關聯,而液態外核流動模式的改變也可能驅動了地殼板塊的運動。
科學家指出,地球內部是一個高度動態的系統,地幔與地核的相互作用遠比此前想象的復雜。這項研究通過整合多學科數據,首次量化了深部巖石結構對磁場演化的影響,為探索地球長期演化機制開辟了新方向。未來,隨著觀測技術的進步,人類對地球內部動力學的認知將進一步深化。










