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地球磁极将发生反转？

蒋文水 //m.auribault.com 2014-03-05 来源：北京日报

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　　美国俄勒冈州立大学科学家约瑟夫·斯托纳表示，在过去150年间，地球磁北极移动了1100公里，已进入北极圈。过去100年磁北极的移动速度比之前的400年有所提高，按目前速度计算，磁北极将从加拿大北部挪到西伯利亚。 CFP/图

　　前不久，有国外媒体报道，专家认为地球两极目前正处在反转的阶段，但尚不能确定何时发生。一旦反转，地球生命将暴露在具有穿孔突破臭氧层能力的太阳风中，甚至将给人类带来毁灭性影响。

　　地球磁极反转每隔50万年一次？

　　早在16世纪末期，英国物理学家威廉·吉尔伯特做实验时把一块吸铁石磨制成圆球形，用小磁针测试这个圆球面上的磁力分布。结果他发现，小磁针倾斜的情况与当时地面上实测的磁倾角很相似。为此他断言，地球本身就是一个巨大的球形磁体，并且地球的磁性是从地球内部发出。

　　在前些年，“地球磁场反转说”曾是“地球毁灭说”传闻之一。而所谓的“地磁反转”就是地球内部的某种机制使得南极变北极、北极变南极。

　　科学家早就知道地球磁极会漂移、倒转。1831年英国学者到达北极时才发现北极和磁北极相隔一段距离，并定下磁北极点的位置。但到了1904年，挪威学者重测磁北极点时，发现它比原来位置移动了50千米。现在人们已知道20世纪的100年里，磁北极点一直在加速漂移，每年平均约移动10千米，两极磁场也在减弱，故长此下去，地磁是会发生倒转的。 “地球磁极早晚会倒转，通过以前的观测可以知道，地球的磁极会有一个南北极互换的现象，但这是一个周期非常长的过程，绝对不可能在很短时间内完成，因此在我们的有生之年不可能遇到这种事情。”北京天文馆馆长朱进曾表示。

　　而英国利兹大学的地磁学专家安迪·杰克逊博士曾表示，地球磁极倒转一般每隔50万年出现一次，但自上次发生后，已有75万年没有出现过了。

　　未来千百年是否反转没有实际证据

　　近年来，许多地质学家也认为，在过去的7600万年中地磁至少反转过171次，因为许多国家已经从地质勘测中查到了地磁反转的证据。中科院国家天文台研究员李竞也指出，在恐龙存在的1.6亿年间，至少曾历经3次北极变成南极，南极变成北极，但并未引发生物灭绝等毁灭性事件，至少没有导致恐龙的灭绝。

　　地球是一个分层的实心球体，分地壳、地幔、外核和内核等，人类居住在地球表面。“现有的钻探技术，到地底下一万米都不到。人类对地心的科学认识和能力受到很大限制，对地球内部不知道的东西依然有很多。”国家空间天气监测预警中心研究员、空间天气预报台台长薛炳森表示，到目前为止，科学家并没有完全了解地球磁场是怎样产生的、它发生变化的原因以及发生这些变化的时间表等。“在地球深处，一个活动剧烈的熔岩核产生一个具有让地球抵御毁灭性太阳风能力的磁场”，这种地球磁场的理论是目前人们比较容易接受的假说。

　　国外有科学家称，地球磁场在过去200年中减弱了15%，这可能是地球两极将要反转的迹象。

　　薛炳森指出，精确观测地球磁场变化，最近四五十年才有相关仪器设备。目前有些地区地磁场强度确实在下降，但是否意味着磁场强度会持续降低、将会在未来千百年尺度内发生反转，科学界还存在很大的争议，没有定论，需要继续观测和深入研究。目前没有实际数据证明地球磁场正在崩塌或反转。

　　对人类影响尚需深入研究探讨

　　那么，如果在人类的存续时间里，真的发生了地球磁极的反转，到底会给人类带来哪些影响？真的会带来人类毁灭吗？

　　“地球磁层是地球周围一个很大的区域，由地球磁场产生，它的存在意味着太阳风的带电粒子无法穿越磁力线，在地球附近偏离飞行轨道。从这个意义上讲，地球磁场对地球确实起到了一定的保护作用。”薛炳森说。

　　吉林大学地球探测科学与技术学院教授杨学祥说，“地球磁场是地球的重要物理场和环境因素之一。地球磁场保护着地球上的生物免受宇宙辐射的伤害，起到‘盾’的作用，其中就包括把绝大部分太阳风粒子阻挡在地球之外，对人类的生存和发展起着至关重要的作用。”

　　由于空间距大气十分遥远，物质特别稀薄，分子之间相互碰撞很少，加之直接受太阳光照射，电离度很大，因此，在空间里飘浮的物质，大多是带电的粒子。带电粒子和地球磁场会相互作用。一旦太阳活动发生变化，带电粒子也会随之扰动，并引发地磁场改变，而被改变的地磁场又对带电粒子产生影响。

　　“不过，太阳风等空间天气中非常强的带电粒子，主要对太空的卫星和宇航员会造成不利影响，对地球上的人类影响极其有限。”薛炳森称，即便地球磁场真的发生崩塌或反转，因为太阳风带电粒子流产生的磁场往往较弱，大气层也比较厚，太阳风的带电粒子产生的弱磁场对人类影响有限，比如在南极和北极，地磁场对地球的保护几乎为零，太阳风直接冲击地球大气层，也只会产生极光景象。我国监测的数据显示，南极北极的辐射大小是正常的，对人类活动几乎没有影响。

　　即便反转过程也会相当缓慢

　　科学家关于地球磁极的变化与气候变化之间的关系的研究越来越多。日本研究人员研究发现，极地冰盖增减导致地球自转速度出现变化，而这可能造成地球磁场强度发生变动。由于全球气候在变暖，冰盖正在不断减少，虽然规模还相当小，但是地球的自转速度和磁场强度有可能相应出现变化。

　　有专家分析称，地磁极反转首先能引发强烈的构造运动。热能积累在外核导致地核膨胀，胀裂地幔，核幔边界的地幔热流——热幔柱顺势上升，形成地表巨大火山区。这是中生代温暖期火山频发与异常的静磁带(地磁极性长期不变带)对应的原因。其次，地磁极性反转会产生一个地磁强度为零的时期。地球生物曾经发生过大灭绝现象，比如某些有孔虫在几百万年前之突然全部灭种、中生代恐龙之突然灭绝等，但同时一些其他种类的动物突然出现，比如哺乳动物，这些突变都与地磁反转在时间上有吻合之处。是否是由于失去地磁保护，太阳风高能粒子横扫地球表面导致生物灭绝，这值得进一步做深入研究，特别是零磁场与生物演进的关系。但确切关系是怎样的还不清楚，目前来说在数据上的证据并不充分。

　　许多人都很关心，地球磁场崩塌或反转对人类气候或电力将产生什么样的影响？对此，薛炳森认为，虽然根据一些科学家推论，地球磁场磁性反转会对人类带来一些问题，比如电力系统，但不会成为一个毁灭性事件。在人类历史上，没有证据显示它们和任何大规模灭绝等灾难性事件有关。对人类影响可能是先变弱，后变强，科学家需进行大量实际研究，才能了解地球两极反转对气候等问题的影响。即便反转，这个过程也会相当缓慢，并不是一个突变的过程。

　　小贴士

　　地球磁场与导航

　　我国古代四大发明之一的指南针，是一根具有磁性的指针，它的一端大致指示南方，成为罗盘的主要构建。罗盘曾经被作为判别山川形势、测定方位的重要用具。现代的航海罗盘与航空罗盘也是从古代罗盘发展起来的。

　　早在人类发现地球磁场的导航作用之前，地球磁场就已经给地球上的动物迁徙和鸟类飞行给出了信号。信鸽就是通过地球磁场帮助人们传递信件的。

编辑：尹盼秋