插图显示了穿过地球外核最外层的神秘波浪（红色）（图片来源：Planetary Visions）

科学家们发现了一种全新的磁波，每七年就会在地球的外核中涌出一次，在此过程中会扭曲地球磁场的强度。

研究人员写道，这些波——被称为“磁科里奥利”波，因为它们沿着地球的旋转轴移动，根据科里奥利效应——从东到西以高高的柱状蠕动，每年可以行进高达 1,500 公里，在 3 月 21 日发表在《美国国家科学院院刊》上的一篇论文中。使用欧洲航天局 (ESA) 的一组卫星，该团队将神秘的波精确定位到地球液体外核的最外层，就在该层与岩石地幔相遇的地方——大约在地球表面以下 2,900 公里处。

据研究人员称，这些波的存在有助于解释行星磁场的神秘波动，这种波动是由行星外核中液态铁的运动产生的。过去 20 年对磁场进行的卫星测量表明，磁场强度每七年左右下降一次，与这些新发现的波的振荡相吻合。

地球物理学家长期以来一直在理论化这种波的存在，但人们认为它们发生在更长的时间尺度上。

与波浪相关的磁场变化在地球赤道附近最强。（图片来源：格勒诺布尔阿尔卑斯大学）

事情的核心

地球的外核是一个不断搅拌和晃动的铁水球。这种旋转的导电流体的流动被认为是地球磁屏蔽的来源，它环绕地球并延伸数十万英里进入太空，保护地球免受有害辐射。

在短期和长期时间尺度上，地球的磁场总是在变化。长期来看，磁场几百年来一直在逐渐减弱。地面和卫星仪器最近进行的测量也显示了磁场强度和形状的规律变化，这种变化每隔几年就会发生一次。

长期以来，科学家们一直认为，磁场强度的这些短期变化受到行星外核活动的影响。这项新研究可能会提供长期寻求的证据。

该研究的作者查看了 20 多年的磁场数据，这些数据由 ESA 的 Swarm 卫星任务在 1999 年至 2021 年间收集。Swarm 是一个由三颗相同卫星组成的舰队，用于测量来自地球核心、地壳、海洋和大气的磁信号。该团队将这些卫星数据与地面传感器获取的早期磁场测量结果相结合，然后使用计算机模型来模拟地球发电机或地球外核中流体的对流流动。

通过这些综合测量，该团队首次确定了行星核心中存在磁科里奥利波。

这些波的来源目前仍然是个谜，但它们可能源于“地球[外]核心深处的干扰。

这些波也很可能不是唯一穿过核幔边界的波。虽然 Magneto-Coriolis 波解释了 Swarm 和其他传感器观察到的一些七年磁场波动，但其他尚未发现的具有更长周期的波可以解释更长时间尺度上的磁场变化。为了发现这样的波，研究人员只需要关注核心。