中国科学报讯（记者刁雯蕙）南边科技年夜学地球与空间科学系副教授林玉峰与相助者展现了地球磁场发机电对于地核流体黏度的稳定性，并发现初期地球模子可孕育发生与当今不雅测高度相似的地磁场结构及强度。近日，相干研究结果发表在《天然》。
研究示用意，南边科技年夜学供图
地磁场可以或许拦截太阳风高能粒子及宇宙射线对于地球生物圈层的直接侵袭，是影响地球宜居性演化的要害因素之一。古老的岩石剩磁纪录注解，地磁场至少已经连续存于35亿年。1919年提出的“地球发机电模子”认为，太阳及行星磁场多是于其内部导电流体中经由历程磁流体发机电孕育发生并维持的，但地球发机电于地核中的详细运行机制仍不清晰。
随着高性能盘算技术的生长，数值模仿成为研究地球磁场发机电历程的要害手腕。但受盘算能力限定，数值模仿接纳的流体黏度远高在真实地核流体，制约了数值模子的靠得住性。现有模子年夜多基在当前地核结构的球壳模子，而古地磁及热演化研究注解，于年夜部门地质汗青期间，地球发机电是于整个液态地核中运行的。是以，地球发机电于固体内核形成以前的运行机制和其孕育发生的磁场结构尚不清晰。
为此，研究团队开发了基在彻底谱要领的高度并行算法，实现了全世界三维非线性磁流体力学方程的高效切确求解。使用该算法，团队构建了适用在初期地球的磁场发机电模子，完成为了迄今最低黏度的地球磁场发机电模仿。研究发现，当流体黏度逐渐降低时，发机电孕育发生的对于流速率、磁场强度及空间特性尺度均连结稳定，注解黏性力于极低黏度前提下可纰漏不计。这项研究经由历程直接数值模仿展现了地球发机电对于黏度的稳定性，从渐近分析的角度实现了靠近真实地核前提的无黏发机电的理论突破。
他们另有发现，地球自转孕育发生的科里奥利力主导形成沿自转轴的柱状对于流结构，洛伦兹力总体与其量级相称，但于强磁场区会逾越科里奥利力，破坏局部柱状结构。对于洛伦兹力的轴向力矩的定量分析注解，该模子靠近满意1963年提出的纰漏黏性力的理论约束，进一步验证了研究团队构建的地球发机电数值模子实现了无黏发机电模式。
末了的模仿结果与地磁不雅测数据体系对于比分析发现，初期地球模子孕育发生的磁场特性与前寒武纪古地磁纪录总体吻合，同时也能再现与当今不雅测相似的地磁场结构及强度。这一发现注解，地球发机电可以或许于数十亿年时间尺度上维持以轴向偶极子为主的稳定地磁场，为古地磁场的重谈判理解地球磁场持久演化提供了主要理论依据。
相干论文信息：
https://doi.org/10.1038/s41586-025-09334-y
《中国科学报》 (2025-08-06 第1版 要闻)
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