最近,“澳門科學一號”(以下簡稱“澳科一號”)衛(wèi)星科學團隊發(fā)布了中國首個自主可控的實時四維地球磁場模型WM3(澳門世界地球磁場模型)1.0版。該模型利用“澳科一號”衛(wèi)星等高精度數(shù)據(jù),具有廣泛科學與應用價值,適用于地球深部、海洋、空間科學研究,以及導航、資源勘探、智能終端等領域。地球是一個非常復雜的耦合圈層系統(tǒng)。地球主磁場由位于地下2890公里至5150公里處的地球外核流體產(chǎn)生。地球固體內核大約5000K(開爾文)的高溫,地球外核鐵鎳混合物導電流體產(chǎn)生強烈的熱對流,保持地球外核處于液體狀態(tài),通過非常復雜的非線性發(fā)電機效應,產(chǎn)生并維持地球液態(tài)外核的電流,進而產(chǎn)生隨時間變化的地球內秉磁場。
科學家團隊通過“澳科一號”磁場數(shù)據(jù)及其他地磁數(shù)據(jù),利用人工智能物理信息神經(jīng)網(wǎng)絡新算法,刻畫了地球外核發(fā)電機三維流場,揭示了地球液態(tài)外核流場結構呈現(xiàn)顯著的東西半球不對稱性,發(fā)現(xiàn)了大西洋下方液態(tài)外核中呈現(xiàn)由東向西的大尺度環(huán)流,顯示了地球液態(tài)外核中發(fā)電機三維流體運動的核幔耦合特征。這一發(fā)現(xiàn)具有開創(chuàng)性,為地球液態(tài)外核流場的研究提供了新視角。
地球海洋由導電率較高的流體組成,地核發(fā)電機產(chǎn)生的主磁場與大尺度海水運動相互作用會產(chǎn)生感應磁場,高精度“澳科一號”衛(wèi)星可以觀測到地球海洋潮汐運動感應磁場。由于海洋感應磁信號對海洋幾何形態(tài)、海底結構、海水電導率和海洋流場都很敏感,因此可用感應磁場來研究海底地球物理和地質結構與大規(guī)模海洋運動的性質。
(摘自《人民日報》 12.9 富子梅/文)