是的,地球的磁极可以翻转。但它们可能不会很快发生。

是的,地球的磁极可以翻转。但它们可能不会很快发生。

地球的磁场可能迟早会来一次 180 度大逆转。当然,很多人都在期待着这种情况随时发生。但根据周一发表在《美国国家科学院院刊》上的一项新研究,地球的磁场可能感觉有点不稳定,但短期内不会突然逆转。

一组欧洲研究人员将地球磁场的现状与其动荡的地质历史进行了比较,发现磁场当前的扰动模式与之前磁极倒转之前的模式并不相似。相反,目前的磁场与 49,000 年前和 46,000 年前的情况非常相似——当时磁场强度明显减弱,但没有完全翻转。尽管如此,科学家们对磁场未来的发展仍然难以预测。

磁场是地球成为宜居生命家园的根本原因。磁场由地球液态核心的缓慢搅动产生,保护地球免受宇宙辐射和恶劣太阳风暴的影响,否则这些风暴会用来自太阳的带电粒子猛烈攻击我们。“如果这些带电粒子与大气‘碰撞’,它们会加剧某些大气成分的流失,比如水,”英国利兹大学地球物理学副教授乔恩·蒙德 (Jon Mound) 解释说,他没有参与这项新研究。换句话说,如果没有磁场,地球可能看起来就像附近的某个红色荒原,我们中的任何一个人都不太可能存在。此外,这种屏蔽效应可以偏转带电太阳风粒子,避免对 GPS 导航、通信、气象和监视以及地面电网至关重要的轨道卫星造成故障。

目前的磁北极和磁南极非常接近各自的磁极,在上一次磁极倒转后,它们已经保持了大约 78 万年。自 19 世纪开始直接观测以来,科学家们注意到,该磁场的强度每 100 年就会减弱约 5%,可能已经持续了长达两千年。特别令人感兴趣的是所谓的南大西洋异常,这是该磁场中一个莫名其妙的弱区,从津巴布韦一直延伸到智利,带电粒子在这里无法充分偏转,可能会对经过的卫星造成严重损害。

这种减弱通常被认为是磁场即将像竞选总统的政客那样发生逆转的迹象。根据 Mound 的说法,磁极翻转并不意味着磁极消失,但它意味着平均强度会下降多达 10%,然后才会恢复到最大强度。世界末日:不。也许会是反乌托邦!

研究小组决定深入研究磁场的几个不同时期。尽管目前的南大西洋异常很奇怪,但 49,000 年前和 46,000 年前的磁场结构相似,之后没有发生任何极端事件。此外,目前的磁场甚至与 41,000 年前和 34,000 年前的磁场状态完全不同,当时的磁场以“偏移”为标志,或以强度波动和更多异常结构为标志的磁场瞬态状态。在所有这些情况下,磁场在几千年后都不再如此不稳定,并最终稳定下来,形成强大的极点。

综合考虑,我们不太可能看到磁极反转。即使磁场意外退化为斑驳的、类似偏移的形式,也不足以表明我们即将看到磁极反转的可能性很大。

“总体结论与其他近期研究一致,这些研究表明,磁场强度的当前下降并不是反转的前兆,”Mound 说道。“磁场强度确实会随时间发生很大波动,目前强度或变化率似乎并没有什么特别不寻常的地方。”

同样是利兹大学地球物理学家的菲尔·利弗莫尔则没那么和蔼可亲。他指出,这些结果“纯粹是基于与过去行为的比较。没有新证据表明目前的减弱已经或将停止”,尤其是因为我们仍然不知道是什么原因造成的。虽然磁场的历史为我们了解其工作和行为提供了有用的见解,但“这些[研究]实际上都不能帮助我们预测未来。它们只是指出了更多的可能性。”按照目前的衰减速度,2000 年后,磁场可能不再像一个强大的极地结构,而会留下更复杂、更弱的磁场围绕着地球。

我们该担心吗?芒德认为不必:“变化速度足够慢,我们可以减轻影响。”但他警告说,我们还不太清楚这些影响到底是什么,以及我们如何保护自己。

如果研究结论是错误的,两极真的反转了,那又会怎样呢?罗彻斯特大学地球物理学教授约翰·塔杜诺指出,屏蔽层的减弱可能会对大气产生影响。“随着高能太阳粒子深入大气层,可能会形成臭氧空洞,”他说。“在这些空洞下面,皮肤癌的发病率可能会增加。”场强的下降也使我们的电网和重要的轨道仪器容易受到损害。一场严重的太阳风暴就可能让大片地区的人断电或无法与他人联系。

然而,目前还没有人发现地磁场变化与灭绝或物种形成率之间存在任何有意义的联系,而且大量的大气不会消失。“对人类生活的影响应该不会太严重,”塔杜诺说。“从地质时间尺度来看,地磁逆转是一个短暂的事件,持续约 5,000 至 15,000 年。”我们可能必须找到 GPS 的替代品,但我们能够生存下来。

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