地球磁场与核心surface flow的联合贝叶斯推断

理解地球核心在千年尺度上的动力学，需要能够联合描述几何场和核心surface flow演化，同时容纳考古磁场和古磁场数据稀疏、不规则且不确定的特性。我们提出了一种新的贝叶斯核心场和核心flow建模框架，直接利用考古/古磁场数据，结合从数值地幔动力学统计中派生的核心surface dynamics的简化随机表示，以及对观测和年代不确定性的概率处理。关键创新在于对年代不确定性的高效离散边际化，这避免了在高维Hamiltonian Monte Carlo反演中共同估计年代的收敛困难。该框架旨在在过去9000年内重建几何场和核心surface flow的耦合演化，同时保持由先验地幔时间序列所暗示的动力学相关性。使用来自类地地幔的数值模拟数据进行的测试表明，该方法可可靠地恢复大尺度几何场变异以及核心动力学的关键方面，包括长期西向漂移和行星尺度偏心涡旋的演化。这些结果表明，在结合物理信息先验条件下，考古/古磁场数据可对千年尺度的核心flow进行约束，为基于真实数据的重建铺平了道路。