天文奇觀！地球的磁場經常發生逆轉，現在我們知道為什麼了！
在我們腳下，在地球深處，液態鐵正在產生我們都認為理所當然的磁場。
但每隔一段時間，磁場就會逆轉或翻轉其極性。曾經的磁北變成了南方，反之亦然。當這些逆轉發生時——以及它們發生的原因——一直是一個永恆的謎團。
但是我們的新研究表明，地球的磁場和古代海底的數量之間存在著某種關係，這些海底從地表下降到下面的熱韌性地幔，這一過程被稱為俯衝。
這種關係不僅可以讓我們了解在任何時間周期內發生了多少磁場逆轉，還能讓我們了解地幔(地殼和地核之間的地層)移動得有多快。
這一點很重要，因為地幔運動最終會產生幾乎所有的地震、火山和山脈。來自地幔的熱羽流也可能是地球大滅絕的原因。
如果我們能了解地幔的活動，我們就能更好地了解影響我們物種的長期地質現象。
墓地表面板
板塊構造學是一種科學理論，認為地球的「岩石圈」(冷的、最上層的地幔和結合在一起的地殼)被分成七個大板塊和許多小板塊。板塊是由火山作用形成的，分布在大洋中部的中心，如大西洋中部的裂谷。
一旦到達地表，新的岩石圈就會遠離擴張的中心，並在數百萬年里冷卻下來。隨著時間的推移，它會變得越來越密集，最終岩石圈會在俯衝帶回到熱地幔中，就像在安第斯山脈以西發現的那樣。
此時，板塊從地球表面消失。但是，地震學家聲稱，在他們從地表消失後的3億年里，岩石圈的更冷的「厚板」可以被識別出來。
岩石圈的板塊已經向下下降了數千公里，在這個過程中取代了大量的固體地幔，形成了一個「板塊墓地」，就在密度更高的液態鐵外核之上。
這意味著岩石圈的板塊下降了2890公里，在那裡它們可能會影響下核鐵液的運動。
但對於厚片下沉到足以影響核心的程度需要多少時間，存在強烈的分歧。據估計大約有5000萬年到2.5億年。
核心的石化磁性活動
地球的磁場持續了幾十億年，儘管它的極性已經翻轉了很多次。
由於磁場在地球表面形成的許多岩石中留下了石化磁化現象，我們有了地球磁場隨時間變化的「古地磁記錄」。
我們還知道，這些逆轉發生的速率變化很大。在過去的百萬年間，它們的發生速度比之前的一億年要快。
為什麼極性變化的速度如此之快，至今仍是個謎。
地球的磁場是通過一個將導電流體的運動轉化為電磁能量的發電機過程在液體外核中產生的。
這個過程在原則上與發條火炬中使用的發電機相似。所以我們的地核對它向覆蓋在上面的更冷的地幔流失熱量的速度是敏感的。
當冷俯衝的板塊到達下地幔時，它們會增加核心冷卻速度，從而加速內部鐵液的運動。根據數值模型，這種額外的運動應該會導致倒轉率也增加。
那麼，當更多的俯衝發生在地表時，磁場反轉速率可能會增加?
如果是這樣的話，那麼我們就可以估計出俯衝和反轉速率之間的時間延遲，因為在影響地核之前，地坪必須下沉很長一段時間。
我們的研究旨在測量厚片在粘性固體地幔中的下沉速度。
為此，我們檢查了「俯衝通量」(進入地幔的冷板塊的面積)和地磁極性反轉速率(翻轉發生的頻率)的記錄。俯衝通量數據涵蓋了過去4.1億年間的全球板塊構造模型。
逆轉率數據來自於一種可追溯至5億年的新數據。
我們還使用了一種全球的鋯石顆粒的年代（一種礦物出現在火成岩中，形成於俯衝板塊之上），這也可能隨著俯衝通量的變化而變化。
當我們對俯衝通量、磁反轉速率數據和鋯石年齡頻率進行統計分析時，我們發現了一個與約120m年的「表面到核心」時間延遲有顯著相關性。
因此，地球的磁場很可能受到岩石圈下沉板塊的影響。
這種相關性並不完美，即便如此，也不一定意味著因果關係，因為可能存在一些潛在的混淆因素。
但這是一個令人鼓舞的結果，因為它符合我們對深層地球如何運作的預期，並給了我們一個時間延遲，而這個時間差位於先前估計的中間位置。
它還做出了一個獨特的預測:由於俯衝通量在過去的1.2億年里有所下降，預計在未來的1.2億年里，反轉率將有所下降。
現在的挑戰是找出地幔實際移動的速度。如果我們能了解導致地震、火山和山脈的古老而深刻的過程，我們就能更好地了解影響我們日常生活的地質現象。
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