衛星運用磁訊號揭開地球海洋深處的神秘面紗

歐洲太空總署（ESA）的「蜂群」任務，利用地球海洋潮汐所產生的微弱磁訊號，為海底巖漿分佈以及全球海洋溫度和鹽度的潛在變化，帶來了具有開創性的深刻見解。

這個於2013年發射升空的長期衛星系統，揭露了這些重大發現，提供了前所未有的珍貴資料，有望改變我們對地球水下動力學及其地磁場影響的認知。

近期一項運用歐洲太空總署「蜂群」任務資料的研究顯示，地球潮汐產生的微弱磁訊號，能為海底巖漿的分佈提供極具價值的線索。這些訊號也可能幫助科學家更深入瞭解全球海洋溫度和鹽度的長期變化。

「蜂群」任務由三顆專門研究地球地磁場的衛星組成。這個從地球內部深處延伸至太空的保護性磁場，主要是由地球外核的液態鐵流動所產生。此外，地磁的其他來源還包括地殼中被磁化的岩石。

一般而言，海洋並不被視為磁場的來源，但鹹海水可充當適度的導電體。當海洋潮汐在地球磁場中流動時，就會產生微弱的電流。而這些電流又會產生微弱的磁訊號——雖然微弱，但「蜂群」衛星上高度靈敏的儀器仍能從太空中探測到。

「蜂群」衛星在462公里至511公里的高度飛行，比以往任何時候都更精準地測量地球磁場。它能探測到微弱的潮汐訊號，並將其與地球內部其他更強的磁場源區分開來。

歐洲太空總署「蜂群」任務經理安雅·斯特勒姆表示：「這項研究表明，『蜂群』可以提供有關我們海洋整個水柱特性的資料。」

「蜂群」的資料還能為巖漿分佈提供線索，未來或許能幫助我們更好地理解諸如2022年湯加火山爆發等事件。

對這些訊號的研究成果登上了世界上歷史最悠久的科學期刊《英國皇家學會哲學匯刊A輯》的封面，該研究由科隆大學和丹麥技術大學的研究團隊共同完成。

「蜂群」任務於2013年發射，原計劃只執行四年，但如今已進入第12個年頭。安雅補充道：「這就是超過原計劃執行時間的好處之一。只要科學成果質量卓越，且資源允許，延長執行時間就能解決一些最初未曾預想的科學問題。」

然而，由於大氣阻力逐漸使衛星靠近地球，「蜂群」正慢慢接近其使用壽命的自然終點。但也正因如此，衛星搭載的先進儀器——包括用於測量磁場強度、大小和方向的磁力計——得以捕捉到一些在任務初期更高軌道上難以探測到的微弱訊號。

2017年左右太陽活動較不活躍的時期，也幫助「蜂群」更順利地探測到微弱的海洋訊號。科隆大學的論文第一作者亞歷山大·格雷弗表示：「這些是『蜂群』任務迄今為止探測到的最微弱訊號之一。這些資料特別好，是因為它們是在太陽活動低谷期收集的，當時空間天氣產生的噪音較少。」

太陽11年週期的「低谷」期，是太陽表面活動最不活躍的時候。在這個「安靜」時期，太陽發射的太陽物質——包括電磁輻射和帶電粒子——較少，因此像北極光等「空間天氣」現象也不太頻繁。由於來自太陽的電磁輻射減少，「蜂群」的磁力計和其他儀器就能更輕易地探測到來自地球的地磁訊號。

大家期待的是，在2030年之後的下一個太陽活動低谷期，「蜂群」或許仍能繼續執行——儘管軌道高度會降低——並且能繼續探測那些微弱訊號，幫助我們更深入瞭解海洋深處的溫度和鹽度。