地磁并非一成不变 而是不停发生位移
然而,地球的磁场不是一成不变的。磁场的强度、地磁偏角、磁极的位置等,都会发生变化。以地磁北极的位置为例,1831年首次实地确认的时候,地磁北极位于加拿大近北极地区的布西亚半岛;1903年也还在不远处;1947年已经移到了加拿大威尔士亲王岛,之后继续一路向北;20世纪90年代中期,地磁北极迁移突然开始加速,从之前的每年15公里,“飙”到了现在的每年55公里,相当于每天前进150米;2001年地磁北极离开大陆,进入到了北冰洋;2018年穿越了国际日期变更线,进入到了东半球,向着俄罗斯西伯利亚地区的方向“全速冲刺”……
“发电机理论”认为,最近的地磁北极的快速迁移的原因是“位于加拿大地区下面的高速液铁射流”。这股喷射出来的液态铁流体,让加拿大附近的磁场变弱,从而使得地磁北极向着磁场更强的俄罗斯西伯利亚地区移动。科学家认为,地磁北极的位置,可能是由北极附近两块大的磁场的相互强弱决定的:加拿大磁场弱了,西伯利亚就会把地磁北极“抢”过去。现在加拿大磁场越来越弱,地磁北极也就一路狂奔投入俄罗斯的怀抱。
历史上曾多次逆转 逆转原因尚无定论
“目前科学界普遍认为,在磁极逆转过程中,地球磁场减弱到全部磁性的10%左右,磁场方向发生近180度的转变,磁性随即沿逆转后的方向再度加强。但这一过程究竟需要多长时间一直无法确定。”中国科技大学地球和空间科学学院刘睿教授告诉科技日报记者。
早在1906年,B·布伦赫斯就发现法国熔岩的磁化方向与现在地磁场方向相反,初步推测地磁场可能发生过逆转。1929年,M·松山根据日本、朝鲜等新生代熔岩的研究结果,首先提出了第四纪早期地磁场发生过逆转。这是距离我们最近的一次大逆转,发生在78万年前,这次地磁逆转,用了2万年时间构建成今天的磁场。
因为磁场在地球表面形成的许多岩石中都留下了化石磁化,所以我们可以根据岩石中的磁化方向判断当时的地球磁场方向。上世纪50年代,岩石的反向磁化(即岩石的磁化方向与现在地磁场方向相反)出现在世界很多地区,各国做了大量古地磁测量和实验,发现在全球范围内,同一年龄的岩石,不论其类型如何,按其剩余磁化方向所计算出的地磁极性是相同的。这些事实进一步说明,全球性的岩石反向磁化是地磁场逆转的结果。
在地球漫长的历史中曾出现多次磁极逆转的现象。科学家们发现大约8000万年内发生了上百次地磁逆转,并且逆转周期没有规律性,有时几十万年逆转一次,有时上百万年才逆转一次。
而且这些逆转发生的速率有很大的变化。在过去的百万年中,它们的速度比前1亿年快。为什么极性变化速率如此,这仍然是一个巨大的谜团。
此外,关于磁极逆转的原因,到现在也还无定论,占主流的有以下3种假说:第一种,认为磁极倒转是因为地球处在银河系这个大磁场中,地球磁极的逆转是根据银河的磁极逆转转变的;第二种,认为地球内部的物质不断发生碰撞,碰撞的结果使地球内部的磁场不断地调整、变化;第三种,认为陨石撞击地球致使磁场发生了转变。不过无论什么说法现在都是猜想,人类对地球、对宇宙的探索还将继续。
地磁逆转将有何影响 或不会造成生命劫难
那么地磁倒转后人类会怎样?
虽然一些末日论者认为地磁两极的逆转意味着地球生命的终结,但是上一次经历一个完整的磁极翻转时,地球依然是郁郁葱葱、充满生机。通过研究那个时代的化石,科学家们认为地磁逆转对生命并没有灾难性的影响。
专家指出,地磁逆转除了需要重新设定地球上所有的指南针外,地球两极逆转过程中一旦地球磁场消失,太阳辐射等宇宙射线将会猛击地球大气层,并强烈冲击电离层,可能引起电离层暴,对无线电通信、在轨卫星、航天设备造成损害。对地球生物最直接的影响就是靠磁导航的生物如鸽子等会迷失方向,也可能会引起一些生物的生理紊乱。当然,科学家们并不能非常确切地预知地磁逆转对当今人类世界的影响,甚至还不能准确预测下一次地磁逆转发生的时间,但大多数科学家都认为不用太过担心,除非人类已经到了一刻也离不开电子设备的地步。(记者 吴长锋)