簡介：在南非和北非中間，有一塊區域地磁場很弱，有人認為這會不會是地球南北極即將進行變換的前兆，但經過實地探索和實驗，科學家發現這地磁異常可能是由於隨火山噴發噴出的大量氧化鐵顆粒造成的，並非南北極磁場變換的千兆。

液態鐵在地球內部深處流動併產生地球磁場，從而保護大氣層和衛星免受來自太陽的有害輻射。磁場會隨時間變化，而且在世界不同地方也會表現出不同的行為。磁場甚至可以完全改變極性，使磁北極和磁南極互換位置。地球磁極反轉現象上一次發生在78萬年前。

南美洲和南部非洲之間，有個叫做“南大西洋異常區”的神秘磁區，該地區的磁場強度要比預期中的弱。弱且不穩定磁場被認為是磁場反轉的前兆，因此有人認為這一特徵可能是我們發現磁場反轉的證據。

如今，我們發表在《美國國家科學院院刊》上的新研究揭示了南大西洋這一區域出現問題的時間有多長，並闡明瞭這種現象是否值得擔憂。

弱磁場使地球更易遭受磁暴襲擊，這有可能摧毀包括電網在內的電子基礎設施。南大西洋異常區的磁場已經非常微弱，以至於衛星飛過時，它會對衛星及其技術產生不利影響。這個奇怪的區域被認為與一塊磁場有關，這塊磁場在地球內部2889公里的深度處，指向地球液態外核頂部其餘部分的另一個方向。

地球表面的地磁場，用黑色勾勒出南大西洋異常區，用星號標記聖赫勒拿島。顏色範圍從弱場（藍色）到強場（黃色）。

圖片由作者理查德·波諾提供

“反向通量斑塊”在過去的250年中得到發展。但我們不知道它是否只是液態外核混沌運動的一次性產物，還是長期以來該特定區域內一系列反常現象中的最新一例。

如果它是非重複功能，那麼其當前位置並不重要，它可能發生在任何地方，可能是隨機發生的。但如果真是這種情況，那麼其規模和深度的增加是否成為新一輪逆轉開始的標誌，該問題仍然存在。

但如果它是數百萬年來反覆出現的一系列功能中的最新功能，那麼這將降低逆轉的可能性。但這需要對導致磁場在此特定位置異常作用的原因進行具體說明。

火山岩

為了找到答案，我們前往了南大西洋中部的聖赫勒拿島。該島由火山岩組成，拿破崙曾流放至此，並最終於1821年去世。這些火山岩來自兩個獨立的火山，並於800萬至1150萬年前爆發。

第一作者耶爾·恩格斯正在聖赫勒拿島鑽探岩心。

由安迪·比金提供作者相關資訊

火山岩冷卻時，其中的小顆粒氧化鐵會被磁化，因此儲存了那時那地地球磁場的方向和強度。我們收集了其中的一些岩石，並將它們帶回我們在利物浦的實驗室並進行了實驗，以發現火山爆發時的磁場如何。

我們的研究結果表明，聖赫勒拿島在整個噴發期間，磁場方向各不相同，這表明該地區的磁場要比其他地方的磁場不穩定得多。因此，它對異常僅存在幾個世紀的想法提出了挑戰。與之相反，整個地區可能在數百萬年內都不穩定。這意味著目前情況並不像某些科學家所設想的那樣罕見，這使得它不太能代表逆轉開始。

進入地球內部的視窗

那怎麼解釋奇怪的磁區呢？產生它的液態外核（透過對流）以極高的速度移動，以至於對人類來說在很短的時間內就會發生變化。外核與其頂部的地幔相互作用，地幔的移動速度要慢得多。這意味著地幔在過去的1000萬年中，不太可能發生太大變化。

地球的內部結構。

源自維基百科

透過穿過地球的地震波，我們對地幔的結構有了一些瞭解。非洲下方，最下層地幔中一個較明顯的特徵，即波在地球上移動的速度特別慢，這意味著最下層地幔很可能是異常溫暖的區域。這可能導致與特定位置的外核發生不同的相互作用，這就能解釋南大西洋磁場的奇怪之處。

地球內部的另一面是核心，核心是個實心球，它在外核下方，大小與冥王星相仿。核心實體特徵在一面緩慢增長，但並非每一面都以相同的速度增長。有可能它的一側生長得更快，從而導致外核內部的流動，到達與大西洋半球下方岩石地幔的外邊界。我們可能會發現這將導致磁場在聖赫勒拿島上長時間的不規則行為。

儘管關於南大西洋不規則行為確切的原因仍有很多疑問，但這項研究表明，這種現象已經存在了數百萬年，這很可能是神秘的地球內部地球物理相互作用的結果。

本文最初由利物浦大學的耶爾·恩格斯和安德魯·比金髮表在《對話》上。

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