地球磁极正在倒转？

自地球诞生以来，地磁南极和北极已经来回倒转了很多次。其中，最近的一次大约发生在78万年前。研究地磁场的地球物理学家早就预言，地磁南北极将会再次倒转，而就最新的观测数据来看，这个过程可能比预想的要来得更快。

欧洲空间局的卫星阵列“Swarm”的观测显示，地磁场强度在10年间减弱了5%，而之前的研究预计，磁场强度减弱5%需要约100年。也就是说，地磁场强度实际的衰减速率，比预计的要快10倍。地磁场减弱的趋势，很可能暗示了磁极倒转将再次发生。目前，地磁北极已经开始朝着西伯利亚的方向移动。

地球物理学家尚未完全理解地磁场倒转的过程，但他们都认可偶极磁铁的地磁场模型。地核的主要成分是铁，它由固态内核和液态外核共同构成，其中液态外核可以有效传导磁场。外核的液态铁处于漂浮状态，当它靠近内核时被加热，从而浮到外层，浮到外层后，它又逐渐冷却，重新沉下去。与此同时，地球的自转会带动液态铁绕核运动，从而产生一个能稳定维持的磁场。

液态外核的流动总会不时受到局部的扰动，使得流动部分地反转。这种扰动产生的机制尚不明确。它们似乎是自然混沌系统的必然结果。除了在自然界真实存在，上述现象在相关问题的计算机模拟中也经常出现。加里·A·格拉茨梅尔（Gary A Glatzmaier）是加利福尼亚大学圣克鲁兹分校的地球物理学家，他告诉我们：“就算完全理解了流动反转的物理机制，我们也无法预测它发生的确切时间和位置，这一点和飓风十分相似。”一般来说，局部的流动反转持续1 000年后会逐渐减弱，但有时反转的趋势也会逐渐占据主导，使得整体的流动完全逆转。磁极倒转过程所持续的时间变化很大，快则1000年，慢则20000年，一般来说需要5000年。

格拉茨梅尔也注意到，地质史上出现过多次暂时性的磁场减弱。因此，“Swarm”卫星阵列观测到的磁场减弱，很可能并不会造成最终的磁极倒转。其次，虽然磁场水平处于一种下降的态势，但其数值依然与近100万年间的平均水平相当。按照目前的磁场衰减速率，至少还需要200年，磁极倒转才会真正开始。

磁极倒转对现代社会将产生何种影响还很难说，但它似乎不太可能成为灭顶之灾。地磁场是屏蔽宇宙射线的基本屏障，但化石记录并未在磁极倒转的时期，显现出大量生物灭绝的迹象。然而在过去，外界的磁场扰动曾烧坏变压器并导致大面积停电。鉴于此，磁极倒转可能会对电网和通讯系统造成干扰。但格拉茨梅尔对此不以为意：“或许那时，我们都不用电缆输送电力了。一千年后的科技，将足以应对磁场倒转产生的影响。”

发表于 2014-11-20 00:00
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