地球磁場即將反轉？磁場護盾削弱高劑量輻射將照射地球表面

圍繞著地球的巨大磁場隨著地球南、北磁極的變化和太陽風活動而改變形狀

　　新浪科技訊 北京時間2月6日消息，據國外媒體報道，圍繞在我們地球周圍的磁場就像一個無形的力場，通過使帶電粒子偏轉散開，保護地球生命免受有害的太陽輻射。不過，這個磁場並非一成不變，而是一直處於不斷的變化之中，事實上，在地球的歷史中發生過至少數百次的磁場反轉——南磁極和北磁極相互易位。那麼，下一次磁場反轉將在什麼時候發生，又會對地球生命帶來什麼樣的影響呢？

　　磁場在反轉過程中並不會消失為零，而可能會變成更微弱和更複雜的形式。磁場強度有可能會減少到目前的十分之一，並且磁極都分布在赤道上，甚至可能同時存在多個南磁極和北磁極。平均而言，地球磁場的反轉每隔一百萬年才會發生幾次。然而，地磁反轉之間的間隔非常不規律，有時甚至會達到數千萬年時間。

　　有時候還會出現短暫且不完整的地磁反轉，此時地磁極會遠離地理上的兩極——甚至可能穿過赤道——然後再回到原來的位置。上一次完全的地磁反轉發生在約78萬年前，被稱為布容尼斯-松山反轉（Brunhes-Matuyama reversal）。在大約41000年前還發生了一次短暫的地磁反轉，稱為拉尚事件（Laschamp event）。該事件持續了將近1000年，其中磁極真正改變的時間大約有250年。

　　斷電還是大滅絕？

　　地磁反轉期間的磁場強度變化會削弱磁場的護盾效果，使高劑量的輻射照射到地球表面。如果這一場景發生在今天，經過地球的帶電粒子將會導致衛星、飛行器和地面電子設施面臨失靈風險。當太陽發出的帶電粒子反常地大規模衝擊地球磁場時，會引起磁場強度和方向發生劇烈的不規則變化，這一現象稱為磁暴。當磁場的保護作用被削弱時，磁暴的發生也就在預料之中。

　　2003年，所謂的「萬聖節磁暴」（Halloween storm）導致瑞典的電網斷電，航班需要重新規劃飛行路線，以避免通訊失靈和輻射風險，衛星和通訊系統也陷入混亂。不過，相比近期歷史上發生的其他磁暴，這場磁暴的規模要小得多。比如，1859年的卡靈頓事件（Carrington event），又稱「1859年太陽風暴」，當時世界許多地方都看見了極光，甚至遠至加勒比地區。

　　我們無法完全估計，這樣大規模的磁暴如果發生在今天，會對電力設施造成什麼樣的後果。當然，任何時候電力、暖氣、空調、全球定位系統或互聯網的中斷都會帶來嚴重影響；大面積的斷電會導致經濟崩潰，一天就可能造成數百億美元的損失。

　　對於地球生命和人類，地磁反轉的直接影響也很難預測，因為在上一次地磁完全反轉發生時，人類還沒有出現。一些研究試圖將地球歷史上的地磁反轉與生物大滅絕聯繫起來，暗示一些短期或持續的火山活動可能是由相同的原因導致的。然而，沒有證據表明災難性的火山活動即將來臨，如果地磁反轉真的很快到來的話，我們更大可能應該只需要應對電磁方面的衝擊。

　　科學家已經知道，一些動物具有某些形式的磁場感知能力，使它們能夠發覺地球磁場的變化。它們還會利用這一能力在長距離遷徙中進行導航。但是，我們並不知道地磁反轉會對這些物種帶來怎樣的影響。可以肯定的是，早期人類在拉尚事件中存活了下來，而地球生命經歷了地質史上數百次地磁完全反轉之後也一直延續至今。

　　地磁反轉能否預測？

　　簡單來說，我們即將迎來的是一次「拖延」的完全反轉，地球磁場目前正以每世紀5%的速率減弱，意味著要經過2000年左右才會完全反轉。不過，要想確定準確的日期是十分困難的。

　　地球磁場來源於地核外核中鐵鎳流體的緩慢流動。與大氣層和海洋一樣，鐵鎳流體的活動也是由物理學定律支配的，我們應該能追蹤這種活動，從而預測出地核的變化，就像我們通過觀測大氣和海洋做出天氣預報一樣。某次地磁反轉或許可以和地核中某次特定形式的變動聯繫起來。在一番激烈的活動之後，地核和磁場又會重新歸於平靜。

　　另一方面，儘管我們生活在地球表面，可以直接觀測大氣層，但準確預測幾天之後的天氣變化依然存在很大的困難。相比之下，預測地核變化的難度就比預測天氣大得多。我們還無法到達岩石層以下3000公里處的地核，只能通過有限和間接的方法進行觀測。科學家已經知道地核的物質組成，也知道地核物質以流體存在。由地面觀測站和軌道衛星組成的全球網路也會對地磁場進行實時監測，為科學家提供液態地核移動的線索。

　　近期對地核中「射流」（jet-stream）的研究凸顯了人類在測量和分析地核動態方面不斷增強的能力。藉助數值模擬和實驗室工作，科學家正在對地球內部的流體動態進行更進一步的研究，對地核和地磁關係的了解也不斷深入。或許在不遠的未來，我們就能更準確地預測出地磁場反轉的時間和強度。（任天）