在中學階段的物理課上,我們會初步了解磁場,除了電磁場之外還有更大的地磁場。我們在地球上生活,地球本身就擁有著強大的磁場。大氣層和水,是地球誕生生命的兩個條件。在太陽系誕生之初,八大行星中的火星和金星也擁有大氣層和水,它們和地球只差了一個條件,才擁有了不同的命運,那就是磁場。
有了磁場,地球可以牢牢吸附住大氣層和水,不至於飄散到太空中。那地球的磁場從哪裡來,總不能是憑空出現的吧?這個問題至今都沒有準確答案,比較流行的一種說法是「發電機理論」,我們來簡單說一下。
地球的構造大致可以分為三個層次,地殼、地幔層和地核層,地球核心主要由鐵和鎳構成,溫度較高。當它在對外釋放高溫和熱量時,外核部分的液態物質在不停地流動,這些物質裡有部分磁性物質,可以將其視為一個磁流體發電機。所以電流出現了,磁場也出現了。磁場穩定了之後,它就慢慢擴大,逐漸演變成了如今的地磁場。
不過在研究地磁場的時候,科學家也得出了一個有點嚇人的結論,地磁場不是穩定不變的,它在過去的500萬年裡,至少發生了10次逆轉!上次磁場逆轉發生在78萬年前,那時候的人類還處於石器時代,逆轉過程耗時2.2萬年。
火山熔巖和地層沉積物中,都保留了磁極逆轉的證據,科學家使用了放射性同位素測年法,才得出了這個結論。在最後的3000年裡,磁極逆轉的速度明顯加快。原本科學家認為,地磁場完成逆轉的時間不會超過1萬年,新的結論一出來就推翻了原有的理論。這麼長的時間有利於我們為下一次地磁逆轉做準備,事實上,地球磁場已經有了一定程度的偏移。
還記得霍金的預言嗎?他告訴人們要儘快離開地球,這裡面也有地磁場的原因。大量證據表明,從19世紀開始,地球的磁場變得越來越弱,大約減弱了十分之一,在南大西洋地區尤為明顯。5000年前的北磁極還在加拿大北部,靠近格陵蘭島。5000年後的北磁極,已經移動到了西伯利亞地區。科學家計算了路程,移動了2250公裡,至今都沒有停止。
按照這樣的路線,北磁極在未來將穿過中國。到時候會發生什麼事情,科學家也說不準,但應該不是什麼好事。生物的生存環境以「穩定」為第一要求,假設生物生活在一個動蕩不安的環境裡,那對生物來說就是災難。當磁場逆轉之後,地球的環境也會發生變化,因為在這個過程中,地磁場將削弱不少。
首先是宇宙射線,大氣層不能阻擋全部的宇宙射線,剩下的會長驅直入,人體被照射後可能會生病,有的生物抵抗不了,可能會發生基因突變,人類也一樣。還有各種極端天氣,發生的頻率也會增加,這對生物來說不是什麼好消息。不過還不至於到滅絕的地步,認為生物會因此滅絕是錯誤的,只能說會有一些麻煩。
其實地磁場對人類來說是至關重要的,比如人體處於靜磁場中,可以促進鈣離子的活性,幫助骨細胞的增殖和分裂。有的神經系統在進行分泌物質時,也會受到磁場的影響。
目前地球磁場雖然有一定程度的偏移,但還是比較穩定的。下一次地磁逆轉會在什麼時候發生,我們還不確定。我們能做的就是經常監測磁極的運動,早做準備。地磁場的逆轉會有一段時間的紊亂期,希望我們能用科技的力量,保護好自己。