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  科学家们认为,地球磁场的磁极在过去的千万年中已经发生了好几次翻转。换句话说,如果你活在80万年前,拿着一个罗盘面朝所谓的“北方”,北针实际上会指着“南方”。这是因为磁罗盘是借助地球磁极来校准的。如果今天地球磁场发生倒转,罗盘上的南北指针就会旋转180度,指向相反的方向。许多末日理论家试图利用这样一种正常的地质现象来宣示地球的毁灭。但是这种现象真的会有如此戏剧性的效果吗?那数百次地磁极倒转所遗存下来的地质和化石记录告诉我们的答案是,“不会”。

  【目前地磁南北极的位置位于南北极地区,但并不与地球的南北极点完全重合。以地磁北极为例,它正在加速向北越过加拿大平原,现在每年移动超过40km。如果这样的移动持续数十年,地磁北极就会退出北美地区,进入西伯利亚。 图片来自NASA】

磁极倒转,常态而非异象

  磁极倒转只是常态,而非异象。虽然发生磁极倒转的频率总是在变化,但在过去的2000万年中,磁极倒转呈现出一种接近20万至30万年为周期的模式。然而,距离最近的一次倒转的时间却要多于60万年。(编者注:实际上,在过去1.6亿年内,地磁倒转发生的非常没有规律,详见 《2012没有地磁倒转》 )完成一次磁极倒转往往需时成百上千年,而且往往不是完全的颠倒。在整个地磁倒转过程中,地磁场发生扭曲变形,还会短暂的在某些纬度形成多个磁极。科学家们估计在过去的30亿年里,地磁倒转发生了至少上百次。尽管在“最近”一些年头里倒转变得频繁了些,然而恐龙行走在地球上的那些年份,倒转却似乎要间隔上百万年才发生一次。

  【超级计算机中的地球磁场模型。左侧为通常所见具有两个磁极的地磁场,这是两次倒转之间漫长年代的典型形态;右侧为短时间(相对而言)内处于磁极倒转过程中地磁场发生了剧烈变化的复杂形态。图片来自NASA】

  从深海海床中取出的深海沉积柱状样表明,地球磁极在不断偏移,这一发现直接将地球磁场活动与化石记录联系了起来。北美和欧洲这两个大陆板块在大西洋洋中脊处分离,位于洋中脊两侧的熔岩会在地球磁场的作用下发生磁化。在熔岩凝固过程中,它会像磁带记录声音一样,记录下过去地磁场的方向。最近的一次地磁极大倒转发生在78万年前,科学家们称之为布容-松山倒转(Brunhes-Matuyama reversal)。化石记录表明当时动物或地球本身并没有发生剧烈的变化。对这一时期的深海沉积柱状样中的氧同位素测量也同样表明,冰川活动并未发生变化。由于地球自转轴倾角对气候和冰川活动有显著影响,倾角角度发生了任何变化都会体现在冰川记录中。这也就是说,地磁倒转也不会影响地球自转轴。

  【地球内部结构及地磁北极从1990年至1996年的移动路径示意图,外地核据信是产生地磁场的源头。图片来自NASA】

  地磁极并不是一成不变的。和一个典型的磁棒或者你家冰箱上的磁贴不同,支配着地球磁场的物质是在不断流动的。地球物理学家们确信,地球之所以会产生磁场正是因为其固态铁质内核被灼热的液态金属“海洋”所包围。这一过程可以在超级计算机中模拟出来。我们的地球,可以毫不夸张的说,是一个地道的活力行星。地核中流动的液态铁产生了电流,并进一步转化产生了磁场。正因为如此,尽管地球外地核的某些地方太深而不好被直接测量,科学家们却可以通过观察地磁场的变化来推断地核的运动。自从在十九世纪初被探险家们首次精确定位之后,地磁北极向北缓慢移动了大概1100千米。实际上,北磁极的移动速度确实变快了,早在二十世纪初,其移动速度约为每年16千米。而据科学家们估计,目前的移动速度大概有每年64千米左右。

磁极倒转,地球末日?商家机遇!

  另一个关于地磁倒转的末日论假说煽动了对太阳活动加强的恐惧。这一观点错误的认为,磁极倒转会导致地磁场暂时消失,而地磁场能够保护我们免受太阳耀斑和日冕物质喷发的伤害。但是,虽然在磁极倒转过程中地磁场的确会先减弱再增强,却没有什么证据表明它会彻底消失。减弱的地磁场肯定会导致地表受到的太阳辐射量发生少许上升,低纬度地区也许会出现美丽的极光,但是不会有任何生物因此死亡。再者说,就算是地磁场减弱了,地球上厚厚的大气层同样能够帮我们挡住增多的太阳粒子。

  科学研究表明,地磁极的倒转是在地质时期的尺度上缓慢发生的、以千年为尺度的常见现象。某些情况下磁极的倒转并非是可以完全预见的,例如北磁极的迁移方向有时会发生细微的变化。数百万年的地质记录说明地磁极倒转现象和所谓的2012末日情节有丝毫的联系。不过说起来,磁极倒转这种事情对于做磁罗盘的厂家来说确实是千载难逢的好机会。

  本文编译自 2012: Magnetic Pole Reversal Happens All The (Geologic) Time

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channelId 1 1 地球磁极倒转,指南针变指北针? 1 科学家们认为,地球磁场的磁极在过去的千万年中已经发生了好几次翻转。换句话说,如果你活在80万年前,拿着一个罗盘面朝所谓的“北方”,北针实际上会指着“南方”。