簡介：地球磁場弱點的背後可能是一個埋沒的外星碎片
我們的地磁「裝甲」已經開裂，而且正在擴大。
如今，地球磁場的薄弱斑區域（意指該區域磁場強度異常低）正籠罩在南大西洋上空，它從兩個世紀前便開始擴張，如今正在一分為二。
對於生活在地面的人類而言，這種現象並不值得擔憂：別具保護性的磁場將繼續護佑地球免遭致命的太陽輻射。
不過，「南大西洋異常」，恰如其名，對途經南美和南非中間區域的衛星與其它飛行器產生了干擾。
這是因為太陽高能帶電粒子從那個磁場薄弱區域「漏」了進來，致使相關計算機及電路發生故障。
上圖為表徵地球各區域磁場強度的假彩色圖，可以看到，在南美洲至南非的中間地帶，地磁強度出現了顯著的削弱現象。圖源：丹麥國家空間研究院
這個正在擴張的「凹陷」（美國宇航局這樣稱呼這個薄弱區域）來源有點神秘。不過，科學家預測它將繼續擴張下去。
朱利安·奧博特，一位來自巴黎地球物理研究所的地磁學者說道：「這個區域未來一定會繼續擴張的」。
奧博特認為這種凹陷可能與地球內部2897千米（1800英里）處被掩藏的兩個巨型緻密石塊有關。因為它們的存在，地球外核中轉動的液態金屬被幹擾，其產生的磁場也會發生異常。
據亞利桑那州立大學地球動力學研究學者錢源介紹：「若以體積計量，兩個石塊都要比珠穆朗瑪峰大幾百萬倍。」
錢源團隊認為從起源講，這兩個石塊應該來自外星星球：在一次碰撞事件中，一顆火星大小的星球撞入地球，可能在地球內
部留下了一些碎片。
上圖為上述碰撞事件的藝術構想圖，一顆火星大小的星球「忒伊亞」撞向了遠古地球併產生了許多碎片。圖源：美國宇航局/噴氣推進實驗室-加州理工學院/維基媒體公共平臺
地球內部45億歲的外星碎塊
上圖為地球內部基本結構示意圖。通過地震波探測人類發現地球有一個液態金屬外核。
在地表之下大約3219千米處，液態鐵外核繞中心旋轉產生全球性磁場，磁場從地核一直延伸至地球周圍空間。
這種液態金屬形成的渦旋，部分是由於核部的較熱、較輕物質上升至半固體地幔中產生的。在這種渦旋的作用下，地幔中較冷、較重的物質將沉入核部，由此形成所謂的對流現象。
問題在於，在南非大陸下的核幔邊界處，有些東西正在嚴重破壞這種對流，故而在其上方的磁場強度被削弱了。
奧博特提到：「我們有理由相信，錢源團隊正在研究的其中一個團塊便是‘罪魁禍首’。」
錢源的研究指出，這些團塊是在4500萬年前遠古星球「忒伊亞」撞擊地球時遺留下來的。那次撞擊事件同時催生了月球。
可以想象，撞擊後「忒伊亞」產生的兩部分碎片可能沉進了地球內部並最終在地幔深處被保留下來。
下面這幅動畫基於2016年的一項分析，它展示了這些碎塊的位置資訊。（下方只做圖片展示）
上圖為2016年一項分析中動畫模擬圖的其中一幀，圖中清晰可見兩部分較大的團塊深入到地球內部。圖源：Sanne.cottaar/WikimediaCommons/CC-BY-4.0
錢源提到，這些碎塊在學術上被稱為「大型低剪切速度區」，密度比地幔部分高1.5%~3.5%，並且溫度更高。
當這些團塊參與對流時，它們可能跟隨正常流體打轉。反過來，也可能導致其所在區域（如南非大陸下方核區）的液態鐵朝異於其它區域的繞轉方向旋轉。
地球磁場的方向依賴於核區液態鐵的繞轉方向。為了產生強磁場，這些液態鐵必須通過相同的模式進行定向。如若在任何區域有偏離正常模式的情況發生，磁場的總體統一性將會被破壞。
儘管如此，這些碎塊仍可能和磁場薄弱區域的產生完全無關。
「為什麼類似的磁場削弱特徵不發生在太平洋或是其它地區呢？」丹麥工業大學地球物理學家克里斯托弗·芬利提出了這樣的疑問。
一個「敵區」
一個相對較弱的磁場會使更多來自太陽風的帶電粒子到達許多衛星和飛行器所在的近地軌道。這將造成電子系統故障、資料採集中斷，並導致貴重電腦元件提前報廢。
如上圖，地球磁層對太陽高能帶電粒子有阻擋作用，保護人類免遭大量輻射。局域磁場減弱時，對應阻擋能力就會下降。圖源：Encyclopedie-Environnement
奧博特回答：「在上世紀七十年代到九十年代，衛星損壞事故在南大西洋異常區時有發生。」
直至今日，歐空局仍發現當衛星飛臨該區域時，會更容易出現類似通訊短暫中斷的小毛病。
這也是為什麼當衛星途徑該區域時，控制者會停掉那些不必要工作元件的原因。
據美國宇航局講，哈勃太空望遠鏡同樣也遇到了類似問題：在它每天繞轉的15根地球軌道中，有10根會穿過這個異常區，並且會花費將近15%的時間在這個「敵區」。
這個薄弱區域將變得更弱
研究人員利用集體代號為「蜂群」的一系列衛星對南大西洋異常區進行了標記。
上圖為「蜂群」的衛星設計概念圖。其編制內的三顆衛星可對地球磁場進行精確測量。
一些研究認為這個區域的總面積在過去的200年裡翻了四倍，並且持續地逐年增長著。異常區磁場強度自1970年來也衰減了8%。
在過去十年，「蜂群」也觀測到異常區正在一分為二的現象：一個位於非洲西南方向的海洋上空，另一個位於南美洲東側。
據芬利講，這是個壞訊息。因為這意味著對飛行器不友好的「敵區」範圍正在越變越大。
他提到：「這樣下去，衛星將不止在南美附近受到影響，在它們飛臨南非附近時也會遇到同樣的麻煩。」
BY: AYLIN WOODWARD
FY: 蘭陵花