不知不覺中，地球的磁場正在變化。（圖片來源：Adobe Stock）
在距離地表三千公里的地球深處，一片翻湧的熔融鐵海洋正悄然改變我們依賴的磁場屏障。根據歐洲太空總署（ESA）公布的最新研究成果，自2014年以來，地球磁場中的一個巨大薄弱區已擴大近半個歐洲大陸的面積，這巨大的變化幅度引起科學界高度關注。
據《科學日報》報導，這項分析基於ESA「群星」任務Swarm衛星長達十一年的觀測數據，研究結果發表於地球與行星內部物理學期刊，揭示南大西洋上空的磁場顯著減弱，而且自2020年以來，非洲西南部附近的磁場衰減速度更為加快。
守護地球的隱形屏障
地球磁場是維持地球適宜居住的重要屏障，它能偏轉來自太陽的高能帶電粒子與宇宙輻射，減少對生命與科技設備的影響。
這道磁場並非來自地表，而是源於地球深處，地表下約三千公里的外核由液態鐵構成，導電物質在其中翻滾流動，產生電流，進而形成包覆整個地球的電磁場。雖然常以發電機原理作為類比，但實際的動力機制遠比想像複雜。
為了更精準掌握這些變化，ESA於2013年11月22日發射三顆相同衛星，組成Swarm星座，這是地球觀測未來計畫的一部分，也是該計畫的第四次地球探測任務。衛星負責測量來自地核、地函、地殼與海洋的磁訊號，以及電離層與磁層的影響，幫助科學家分辨不同磁場來源。目前，Swarm保持著地球磁場最長的連續太空觀測紀錄。
南大西洋異常區 正在擴大的弱點
南大西洋異常區最早於19世紀在南美洲東南部被發現。如今，這一片區域因為對太空安全的潛在影響而受到密切監測。衛星通過這一塊區域時，暴露於較高輻射環境，增加技術故障與硬體損壞風險。
最新研究指出，2014年至2025年之間，異常區穩定擴張，面積增幅相當於歐洲大陸的一半。論文的第一作者、丹麥技術大學地磁學教授克里斯·芬利表示，南大西洋異常區並非單一均質區域。非洲附近的磁場變化與南美洲附近明顯不同，顯示地核深處存在特殊動態，使該區磁場減弱更為劇烈。
反向磁通斑塊與核心活動
科學家認為這一現象與地球外核與地函交界處的「反向磁通斑塊」有關。這些區域的磁場行為異常，磁力線並非由地核向外發出，而是返回地核。芬利指出Swarm的數據顯示，其中一個反向磁通區正在向西移動，越過非洲，進一步加劇南大西洋地區的磁場減弱。
這些變化揭示了地核湍流運動的複雜性，也說明地球磁場遠非單純的條形磁鐵偶極結構，而是一個多極且持續演變的系統。
北半球的對比變化
研究發現南半球存在一處強磁場區域，而北半球則有兩處，分別位於加拿大附近與西伯利亞上空。
自Swarm任務啟動以來，加拿大上空的強磁場區域面積縮小約0.65%，規模相當於印度；西伯利亞上空的強磁場區域則擴大約0.42%，規模相當於格陵蘭島。這些改變與北磁極逐漸向西伯利亞移動的趨勢有關，磁場強弱區域的平衡改變，將影響導航系統與空間天氣監測。
持續監測的必要性
ESA「群星」任務經理安雅·斯特羅姆表示，長期時間序列觀測使科學界得以描繪地球磁場的整體動態圖像。三顆衛星目前運作良好，團隊期望將任務延長至2030年以後，以在未來太陽活動較弱時，獲得更穩定的觀測條件。
地球磁場的變動並非短期異常，而是來自地核深處持續運行的自然過程。當半個歐洲面積大小的磁場薄弱區在大西洋上空悄悄擴展時，人類得以透過太空科技看見這場發生於地心深處的緩慢演變。
這不是災難預言，而是對地球內部動力的一次更清晰觀察，在無形的磁力線背後，地球仍在運轉。
