歐空局的Swarm 任務利用地球海洋潮汐產生的微弱磁訊號，為海底岩漿分佈以及全球海洋溫度和鹽度的潛在變化提供了開創性的見解。這些發現是由2013 年首次發射的長期衛星星座揭示的，它們提供了無與倫比的數據，可以改變我們對地球水下動力學及其地磁場影響的理解。

地球上的潮汐流穿過地球磁場線，在海洋中產生電流。這些電流又會誘發次級磁場，這些次級磁場構成了地球複雜磁場訊號的一部分，可以從太空中偵測到。歐空局的Swarm 衛星可以測量這些微小的海洋磁場，並將它們與其他磁場（如來自地核、電離層、磁層和磁化地殼的磁場）區分開來。這些數據可用於研究海底物質的物理特性，以及進一步了解海洋的鹽度和溫度。圖片來源：Lina Jakaitė

最近一項使用歐空局Swarm 任務資料的研究顯示，地球潮汐產生的微弱磁訊號可能為了解海底岩漿的分佈提供寶貴見解。這些訊號也可能幫助科學家更了解全球海洋溫度和鹽度的長期變化。

Swarm 任務由三顆專門用於研究地球地磁場的衛星組成。這個保護場從地球深處延伸到太空，主要由地球外核液態鐵的運動產生。額外的磁源來自地殼內的磁化岩石。

雖然海洋通常不被認為是磁源，但鹹海水充當了中等電導體。當海洋潮汐穿過地球磁場時，它們會產生微弱的電流。這些電流反過來會產生微弱的磁訊號——雖然很微妙，但可以透過Swarm 的高靈敏度儀器從太空探測到。

Swarm 是歐空局的第一個地球觀測衛星星座。其使命是揭開地球最神秘的一面：磁場。圖片來源：ESA–P. Carril，2013

Swarm 衛星的飛行高度在462 公里至511 公里之間，因此可以比以往更準確地測量地球磁場。它可以探測微弱的潮汐特徵，並將其與地球內部其他較強的磁場源區分開來。

「這項研究表明，Swarm 可以提供有關整個海洋水柱特性的數據，」ESA 的Swarm 任務經理Anja Strømme 說。

Swarm 的數據還可以提供有關岩漿分佈的見解，這在未來可能有助於更好地理解2022 年洪加-東加火山爆發等事件。對這些特徵的研究登上了世界上最古老的科學期刊《皇家學會A 哲學彙刊》的封面，由科隆大學和丹麥技術大學的團隊進行。

任務於2013 年啟動，原本只打算飛行四年，但現在已進入第12 年。 Anja 補充道：“這是飛行時間比原計劃更長的好處之一。因此，只要科學產出品質優良且資源允許，你就可以解決最初沒有設想的科學問題。”

然而，隨著阻力逐漸使衛星在物理上更接近地球，Swarm 正慢慢接近其使用壽命的自然終點。這使得任務的儀器（衛星攜帶最先進的感測器，包括測量磁場強度、大小和方向的磁強計）能夠捕捉到微弱的訊號，而這些訊號在任務開始時從更高的軌道上更難探測到。

Swarm 偵測微弱海洋訊號的能力也得益於2017 年左右太陽活動較少的時期。 「這些是Swarm 任務迄今為止探測到的最小訊號之一，」科隆大學的主要作者亞歷山大·格雷弗(Alexander Grayver) 說。

“這些數據特別好，因為它們是在太陽活動極小期收集的，當時太空天氣的噪音較少。”

太陽11 年太陽週期的「最小」時期是太陽表面活動最少的時期。在這個「安靜」時期，太陽發射的太陽物質較少——包括電磁輻射和帶電粒子——因此北極光等「太空天氣」現像不太常見。由於太陽的電磁輻射較少，Swarm 的磁力儀和其他儀器更容易偵測到來自地球的地磁訊號。希望在2030 年後下一個太陽活動極小期到來時，Swarm 可能仍在飛行——儘管高度較低——並能夠繼續探測微弱的信號，幫助我們更多地了解海洋深處的溫度和鹽度。

編譯自/ scitechdaily