利兹大学和加州大学的一项新研究表明，地球磁场方向的变化可能比以前想象的快10倍。该最新研究成果论文发表在今天的《自然-通讯》上。
他们的研究为行星表面以下2800公里处的铁旋流及其在过去十万年中如何影响磁场运动提供了新的见解。
地球的磁场是由形成地球外核的熔融金属对流产生并保持的。液态铁的运动产生了为场提供动力的电流，这不仅有助于引导导航系统，而且还有助于保护我们免受有害的陆地外辐射，并使我们的大气保持原位。
地球的磁场在不断变化。卫星观察器现在提供了测量和跟踪其电流变化的新手段。为了通过地质时间捕获磁场的演变，科学家分析了沉积物、熔岩流和人工制品所记录的磁场。准确跟踪来自地球核心场的信号极具挑战性，因此，仍需对通过此类分析估算出的场变化率进行探索。
利兹大学地球与环境学院克里斯·戴维斯教授和加州大学海洋学研究所的凯瑟琳·康斯特布尔教授采用了另一种方法。他们将场生成过程的计算机模拟与最近发布的关于10万年中地球磁场时间变化的重构相结合。
研究证明这些快速变化与磁场的局部减弱有关。这意味着，当偶极子轴（dipole axis），即对应于从一个磁极出来并在另一个磁极会聚的场线，移动远离南北的位置时地理两极时，这些变化通常发生在磁场极性相反的时候或在地磁偏移期间。
在他们的研究中，最明显的例子是3万9千年前，每年大约2.5度的地磁场方向急剧变化。这种变化与中美洲西海岸附近有限的空间区域中的局部磁场强度弱有关，并伴随着全球的拉尚漂移（Laschamp excursion），即大约4万1千年前地球磁场所发生的短暂逆转。
在该领域的计算机模拟中发现了类似的事件，与有限的古磁重建相比，它可以揭示其物理起源的更多细节。
他们的详细分析表明，最快的方向变化与反向磁通斑块在液芯表面上的运动有关。这些斑块在低纬度地区更为普遍，这表明未来对方向快速变化的探索应集中在这些地区。
戴维斯教授说：“在400年前，我们对磁场的知识还很不完全。由于这些迅速的变化代表了液核的某些更极端的行为，它们可以提供关于地球内部深处的行为的重要信息。”
康斯坦布尔教授说：“了解计算机模拟的磁场是否能准确地反映出根据地质记录推断出的地磁场的物理行为，非常具有挑战性。“但是在该研究中，我们已经能够在一系列计算机模拟中就最极端事件的变化率和一般位置显示出极好的一致性。对这些模拟中不断发展的动力学的进一步研究为认知如何这种迅速的变化会发生，并且是否也在我们今天所经历的稳定磁极性期间也被发现，具有重要意义。”
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