地球磁場的變化可能比我們想像的要快，人類應該早做準備

我們都知道，強大的地球磁場為生命的出現和進化創造了必要條件，它為生命抵禦著宇宙致命射線的威脅，火星成為一顆死星很重要原因就是火星地核的冷卻倒轉磁場的消失。

磁場對地球生命至關重要

而我們的地球磁場也不是永恆的，每隔20多萬年地球兩極就會倒轉。來自美國航天局（NASA）的消息稱，地球磁場的變化正在加快，過去150年裡地球磁場的強度已經減少了10%—15%，而且這個速度還在加快，或許2000年內地球磁場就會倒轉，到時候將產生致命影響。

地球磁場產生於我們腳下的1,800英裡（3,000公裡）處的液態鐵，它延伸到太空，用電磁毯包裹我們，該毯子屏蔽了大氣和衛星免受太陽輻射和其他宇宙射線。

磁場的快速變化非常令人感興趣，因為它們代表了液芯中鐵水海洋的最極端行為。通過將觀察到的變化與核心過程聯繫起來，我們可以了解有關地球上其他地區無法訪問的重要信息。

從歷史上看，地球磁場最快的變化與逆轉有關，這種逆轉與不規則的間隔每百萬年發生幾次。但是我們發現，與任何與實際衝銷相關的數據相比，現場變化的速度和更新速度要快得多。

超新星爆發產生釋放致命伽馬射線

磁場怎麼測量？

如今，衛星輔以導航記錄和地面天文臺的信息，有助於監測時空變化。這些信息表明，現代領域的變化相當艱巨，大約每年十分之一度。但是，儘管我們知道該領域已經存在了至少35億年，但我們對其400年前的行為知之甚少。

為了追蹤這片古老的田野，科學家分析了沉積物，熔巖流和人工製品所記錄的磁性。這是因為這些材料包含微觀的磁性顆粒，這些顆粒記錄了它們冷卻（熔巖）或添加到大陸（沉積物）時的磁場特徵。在大約80萬年前的最後一次極性反轉時，來自義大利中部的泥沙記錄表明，相對較快的油田變化達到每年1度。

然而，這樣的測量極具挑戰性，結果仍在爭論中。例如，沉積物獲取磁性的過程存在不確定性。

巖石層

改進的測量

我們的研究採用基於場產生過程物理原理的計算機模型，採用了不同的方法。基於對沉積物，熔巖和人工產物的測量值的匯總，將其與最近發布的最近十萬年來地球磁場全球變化的重構相結合。

這表明，地球磁場方向的變化達到每年高達10度的速率，這是目前報告的最快變化的10倍。

觀測到的最快的地磁場方向變化發生在39,000年前。這種變化與中美洲西海岸附近的一個狹窄區域的局部弱磁場有關。該事件是在全球「 拉尚漂移 」之後發生的。這是41000年前地球磁場的「失敗逆轉」，其中磁極在返回之前短暫地遠離了地理極。

最快的變化似乎與磁場的局部減弱有關。我們的模型表明，這是由於強磁場斑塊在液芯表面上的運動引起的。這些斑塊在低緯度地區更為普遍，這表明未來對方向快速變化的探索應集中在這些地區。

對社會的影響

磁場的變化（例如反轉）可能不會對生命構成威脅。人類確實設法度過了戲劇性的拉尚之旅。今天，威脅主要歸結於我們對電子基礎設施的依賴。磁場和入射太陽輻射之間的相互作用引起的太空天氣事件，例如地磁風暴，可能會破壞衛星通信，GPS和電網。

太空天氣事件往往在磁場弱的地區更為普遍-我們知道，當磁場快速變化時，可能會發生這種情況。不幸的是，計算機模擬表明在磁場強度開始減弱之後會出現方向變化，這意味著我們無法僅通過監視磁場方向來預測磁場強度的下降。將來使用更高級的模擬進行的工作可以為這個問題提供更多的啟示。

磁場正在發生另一種快速變化嗎？這很難回答。最快的變化也是最罕見的事件：例如，圍繞Laschamp偏移確定的變化比過去100,000年中發生的任何其他變化快兩倍以上。

這使科學家很難預測迅速的變化-它們是「 黑天鵝事件 」，令人驚訝並產生巨大影響。前進的一種可能途徑是使用基於物理學的模型，將油田的行為作為預報的一部分。

關於地球磁場的「速度極限」，我們還有很多要學習的知識。極性反轉期間尚未直接觀察到快速變化，但是應該預料到這些變化，因為人們認為在這些時候磁場會變得整體較弱。