关于保护磁场的细节正在浮出水面，磁场是维持生命的关键。
乔纳森·奥卡拉汉著
地球的中心是一个巨大的金属球，也就是地核。虽然没有儒勒·凡尔纳的帮助是无法实现的，但它可以被研究，并对世界起着至关重要的作用。
铁镍内部产生磁场，保护地球免受有害辐射，使生命得以繁衍。这个磁场究竟是如何形成的，以及在其他星球上是否也是如此，这些都是悬而未决的问题。
铁的海洋
新的研究比以往任何时候都揭示了更多关于行星核心和磁场的信息，并暗示了在人类脚下3000公里处发生的变化。
地球有一个直径约1200公里的固体内核，周围是一个延伸2200公里的液态铁外核。在地核外，液态金属在循环时会产生磁场。
法国国家科学研究中心(CNRS)的勒巴尔斯(Michael Le Bars)说，我们正试图了解像地球这样的行星上存在的大型铁海洋的动力学。“那里的流负责行星的磁场。而这个磁场是生命的关键因素之一。”
勒巴尔斯研究这些问题是一个欧洲项目的一部分，该项目获得了欧盟的资助，旨在通过实验室实验等方式促进该领域的进步。这项名为fluyco的计划从2016年年中持续到2021年底。
在实验室里，Le Bars和他的团队将染料注入一个充满水的橡胶球，然后旋转它使球体变形，模拟地核的潮汐扭曲。
他们还爆开了一个气球，气球里装着一种叫做Galinstan的液态金属，用来模拟行星核心的形成。最后，研究人员追踪了低密度水和高密度水的相互作用，以研究外核的对流和湍流。
研究小组发现，有三种方法可以驱动液态铁核内部的循环。
世俗的方式
第一种是由金属铁在外核旋转引起的。这个过程被称为对流，是行星核心冷却和凝固的结果。
另一种方法是由附近物体的引力推拉引起的潮汐力——可能就像磁卫星Ganymede一样，它围绕木星运行，以希腊神话中特洛伊王子的名字命名。
第三种是在液态的外核中形成凝固的铁晶体，并驱动循环，这与地核中发生的凝固相反。
法国国家科学研究中心马赛的研究主任巴尔斯(Le Bars)在谈到第三种方法时说，这是一种将铁冰晶向内部融化并混合液体的方法。这是一个非常奇怪的过程。
目前尚不清楚的是，究竟哪些星球会用哪种方法产生金属田，或者像木星这样的气态巨行星是否会有其他过程。
“每个星球似乎都不一样，”勒巴尔斯说。“我们不知道木卫三的核心是对流还是下雪。”
欧洲于2023年4月发射的一艘宇宙飞船将于2031年抵达木星，它将围绕木卫三运行，并可能揭示其核心，或许有助于确定这样的世界是如何产生磁场的。
在地球的太阳系中，土星、天王星和海王星也有大量的磁场。
轨道观测
另一种研究行星核心的方法是对它们进行间接测量。
一个由欧盟资助的名为CoreSat的项目利用三颗欧洲航天局的卫星在轨道上研究地球磁场的变化。
该计划将在五年半后于2023年8月结束，由哥本哈根附近丹麦技术大学国家空间研究所的克里斯·芬利领导。
地球磁场可以增强和减弱，改变其结构，包括每年几十公里的磁极位置，有时甚至完全翻转极性-这种情况被认为每隔10万年左右发生一次。
芬利说，卫星显示了磁场是如何变化的。
Finlay和他的同事们利用卫星的数据，一直在寻找地球下地幔和外核交界处磁场的更清晰图像。
磁信号
一个主要的困难是在地球表面和地表产生的其他磁场中，从地核中挑选出磁场信号。
一种技术是监测地球上层大气及其两极的极光，并识别出地核磁场变化的更清晰的特征。
芬利说，目标是建立能够预测未来几十年磁场变化的系统。
他说，这很有挑战性。“我们想做一些类似天气预报的事情，他们有大气环流的模型，并做出预测。”
研究地核磁场的变化对于了解地球和其他星球的可居住性非常重要。
这些变化在南大西洋地区最为明显。
地下飓风
在南美洲海岸附近，地球磁场减弱了50%以上。
虽然这种被称为南大西洋异常的现象的原因尚不清楚，但像CoreSat这样的项目正在提供额外的信息。
芬利说，我们已经能够看到更多细节。我们仍在努力。
看起来，在地核和地幔的边界处，磁场是相反的。
这可能是由温度差异和行星自转引起的外核存在类似天气的系统的迹象。
芬利说:“就像大气中有旋风和飓风一样，地核也会发生这种情况。”“这使得对流在外核形成了大的环流。”
也就是说，地球内部的旋转速度要慢得多，每年只有20公里，而飓风的风速高达每小时250公里。
即使研究取得了进展，关于行星内部还有很多东西需要学习，其影响是广泛的。
法国国家科学研究中心的巴尔斯说，目前我们正在其他行星上寻找生命。“要有生命，就需要一个磁场来保护地球。”
本文最初发表于欧盟研究与创新杂志地平线(?)。
