利物浦大学一项最新研究显示，位于地幔底部、非洲和太平洋下方约2900公里处的两块巨大超高温固态岩体，数百万年来一直在影响地球外核的流动，从而塑造地球磁场结构。

研究由利物浦大学安迪·比金（Andy Biggin）教授领衔完成。论文指出，这两块位于地幔最底部的高温物质团块，对其下方液态外核的热状况和流动方式产生显著影响。研究配图显示，这些固态高温结构覆盖在外核之上，形成大陆尺度的岩体分布。

团队表示，直接测量古地磁场以及模拟产生磁场的物理过程在技术上均存在较大难度。为研究这些深部结构的作用，研究人员将古地磁观测数据与地磁发电机的高性能数值模拟相结合。所谓地磁发电机，是指外核中液态铁的流动过程，其产生地球磁场的机理被类比为风力发电机产生电力的过程。

通过数值模型，研究团队重建了过去约2.65亿年间地球磁场行为的关键特征。比金教授指出，即便借助超级计算机，在如此长时间尺度上开展这类模拟仍是一项巨大的计算挑战。

模拟结果显示，外核上边界的温度分布并不均匀，而是存在明显的空间差异。研究称，该边界表现出强烈的热对比：局部高温区域上方对应着大陆大小的岩体结构，而其他区域则相对较冷。

研究进一步发现，地球磁场的某些区域在数亿年时间尺度上相对稳定，而另一些区域则随时间发生显著变化。比金教授表示，这些结果表明，在地核上方的岩石地幔中存在强烈的温度对比。在较热区域下方，外核中的液态铁可能趋于停滞，而在较冷区域下方则更易发生剧烈流动。

他指出，在极长时间尺度上获得关于深部地球的这类认识，强化了利用古地磁记录研究深地球动力学演化及其相对稳定特性的合理性。研究团队认为，这些发现对古大陆构造问题具有重要意义，包括泛古陆的形成与解体等议题，并可能有助于减少古气候、古生物学以及自然资源形成研究中的部分长期不确定性。

论文同时提到，相关领域此前普遍假定，地球磁场在长时间平均意义上可视为与地球自转轴对齐的理想条形磁铁。比金教授表示，最新研究结果显示，这一长期假设可能并不完全成立。

该研究成果已于2026年2月3日在线发表在《自然地球科学》（Nature Geoscience）杂志上，论文题为《地幔非均质性影响了地球古磁场》（Mantle heterogeneity influenced Earth’s palaeomagnetic field），作者为 A.J. Biggin 等，doi 为 10.1038/s41561-025-01910-1。