不知不觉中，地球的磁场正在变化。（图片来源：Adobe Stock）
在距离地表三千公里的地球深处，一片翻涌的熔融铁海洋正悄然改变我们依赖的磁场屏障。根据欧洲太空总署（ESA）公布的最新研究成果，自2014年以来，地球磁场中的一个巨大薄弱区已扩大近半个欧洲大陆的面积，这巨大的变化幅度引起科学界高度关注。
据《科学日报》报导，这项分析基于ESA“群星”任务Swarm卫星长达十一年的观测数据，研究结果发表于地球与行星内部物理学期刊，揭示南大西洋上空的磁场显著减弱，而且自2020年以来，非洲西南部附近的磁场衰减速度更为加快。
守护地球的隐形屏障
地球磁场是维持地球适宜居住的重要屏障，它能偏转来自太阳的高能带电粒子与宇宙辐射，减少对生命与科技设备的影响。
这道磁场并非来自地表，而是源于地球深处，地表下约三千公里的外核由液态铁构成，导电物质在其中翻滚流动，产生电流，进而形成包覆整个地球的电磁场。虽然常以发电机原理作为类比，但实际的动力机制远比想像复杂。
为了更精准掌握这些变化，ESA于2013年11月22日发射三颗相同卫星，组成Swarm星座，这是地球观测未来计划的一部分，也是该计划的第四次地球探测任务。卫星负责测量来自地核、地幔、地壳与海洋的磁讯号，以及电离层与磁层的影响，帮助科学家分辨不同磁场来源。目前，Swarm保持着地球磁场最长的连续太空观测纪录。
南大西洋异常区 正在扩大的弱点
南大西洋异常区最早于19世纪在南美洲东南部被发现。如今，这一片区域因为对太空安全的潜在影响而受到密切监测。卫星通过这一块区域时，暴露于较高辐射环境，增加技术故障与硬件损坏风险。
最新研究指出，2014年至2025年之间，异常区稳定扩张，面积增幅相当于欧洲大陆的一半。论文的第一作者、丹麦技术大学地磁学教授克里斯·芬利表示，南大西洋异常区并非单一均质区域。非洲附近的磁场变化与南美洲附近明显不同，显示地核深处存在特殊动态，使该区磁场减弱更为剧烈。
反向磁通斑块与核心活动
科学家认为这一现象与地球外核与地幔交界处的“反向磁通斑块”有关。这些区域的磁场行为异常，磁力线并非由地核向外发出，而是返回地核。芬利指出Swarm的数据显示，其中一个反向磁通区正在向西移动，越过非洲，进一步加剧南大西洋地区的磁场减弱。
这些变化揭示了地核湍流运动的复杂性，也说明地球磁场远非单纯的条形磁铁偶极结构，而是一个多极且持续演变的系统。
北半球的对比变化
研究发现南半球存在一处强磁场区域，而北半球则有两处，分别位于加拿大附近与西伯利亚上空。
自Swarm任务启动以来，加拿大上空的强磁场区域面积缩小约0.65%，规模相当于印度；西伯利亚上空的强磁场区域则扩大约0.42%，规模相当于格陵兰岛。这些改变与北磁极逐渐向西伯利亚移动的趋势有关，磁场强弱区域的平衡改变，将影响导航系统与空间天气监测。
持续监测的必要性
ESA“群星”任务经理安雅·斯特罗姆表示，长期时间序列观测使科学界得以描绘地球磁场的整体动态图像。三颗卫星目前运作良好，团队期望将任务延长至2030年以后，以在未来太阳活动较弱时，获得更稳定的观测条件。
地球磁场的变动并非短期异常，而是来自地核深处持续运行的自然过程。当半个欧洲面积大小的磁场薄弱区在大西洋上空悄悄扩展时，人类得以透过太空科技看见这场发生于地心深处的缓慢演变。
这不是灾难预言，而是对地球内部动力的一次更清晰观察，在无形的磁力线背后，地球仍在运转。
