地球磁極正在倒轉？

自地球誕生以來，地磁南極和北極已經來回倒轉了很多次。其中，最近的一次大約發生在78萬年前。研究地磁場的地球物理學家早就預言，地磁南北極將會再次倒轉，而就最新的觀測數據來看，這個過程可能比預想的要來得更快。

歐洲空間局的衛星陣列“Swarm”的觀測顯示，地磁場強度在10年間減弱了5%，而之前的研究預計，磁場強度減弱5%需要約100年。也就是說，地磁場強度實際的衰減速率，比預計的要快10倍。地磁場減弱的趨勢，很可能暗示了磁極倒轉將再次發生。目前，地磁北極已經開始朝著西伯利亞的方向移動。

地球物理學家尚未完全理解地磁場倒轉的過程，但他們都認可偶極磁鐵的地磁場模型。地核的主要成分是鐵，它由固態內核和液態外核共同構成，其中液態外核可以有效傳導磁場。外核的液態鐵處于漂浮狀態，當它靠近內核時被加熱，從而浮到外層，浮到外層后，它又逐漸冷卻，重新沉下去。與此同時，地球的自轉會帶動液態鐵繞核運動，從而產生一個能穩定維持的磁場。

液態外核的流動總會不時受到局部的擾動，使得流動部分地反轉。這種擾動產生的機制尚不明確。它們似乎是自然混沌系統的必然結果。除了在自然界真實存在，上述現象在相關問題的計算機模擬中也經常出現。加里·A·格拉茨梅爾（Gary A Glatzmaier）是加利福尼亞大學圣克魯茲分校的地球物理學家，他告訴我們：“就算完全理解了流動反轉的物理機制，我們也無法預測它發生的確切時間和位置，這一點和颶風十分相似。”一般來說，局部的流動反轉持續1 000年后會逐漸減弱，但有時反轉的趨勢也會逐漸占據主導，使得整體的流動完全逆轉。磁極倒轉過程所持續的時間變化很大，快則1000年，慢則20000年，一般來說需要5000年。

格拉茨梅爾也注意到，地質史上出現過多次暫時性的磁場減弱。因此，“Swarm”衛星陣列觀測到的磁場減弱，很可能并不會造成最終的磁極倒轉。其次，雖然磁場水平處于一種下降的態勢，但其數值依然與近100萬年間的平均水平相當。按照目前的磁場衰減速率，至少還需要200年，磁極倒轉才會真正開始。

磁極倒轉對現代社會將產生何種影響還很難說，但它似乎不太可能成為滅頂之災。地磁場是屏蔽宇宙射線的基本屏障，但化石記錄并未在磁極倒轉的時期，顯現出大量生物滅絕的跡象。然而在過去，外界的磁場擾動曾燒壞變壓器并導致大面積停電。鑒于此，磁極倒轉可能會對電網和通訊系統造成干擾。但格拉茨梅爾對此不以為意：“或許那時，我們都不用電纜輸送電力了。一千年后的科技，將足以應對磁場倒轉產生的影響。”

發表于 2014-11-20 00:00
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