處於11年周期中最為活躍時間的太陽一直顯得很安靜，而前段時間黑子的突然「消失」更是讓太陽物理學家詫異。黑子的數量與太陽活動的強弱息息相關，學界普遍猜測，太陽可能在不遠的將來陷入沉寂。這會給地球帶來怎樣的影響？
太陽黑子消失了？
根據國外媒體的報導，科學家近日研究發現，處在活動高峰期的太陽上，太陽黑子數量非常少，最誇張的幾天連一個黑子都沒有，這讓他們非常困惑。
太陽活動增強、減弱大約間隔11年，每次增減代表太陽22年磁極反轉間隔期的大約一半。太陽黑子是在太陽的光球層上發生的一種太陽活動，是太陽活動中最基本、最明顯的一種。黑子的活動周期為11.2年。黑子不斷產生，越來越多，太陽活動加劇，在黑子數達到極大的那一年，稱為太陽活動峰年。
中科院紫金山天文臺研究員季海生向《中國科學報》記者解釋，所謂的黑子消失，可能是因為分布位置的關係。也就是說，那些天，面對地球的那一面太陽正好沒有黑子分布。隨著太陽的轉動，原先處於太陽背面的黑子已經鑽了出來。季海生表示，黑子的這種分布情況並不奇怪。因此，黑子消失也許只是虛驚一場。
不過，季海生也坦言，在這一個黑子活動周期中，近兩年本該達到峰值，但最近的研究觀測發現，黑子數量相較於此前的幾個周期確實明顯減少。有觀測數據顯示，太陽黑子活動最大值是近一百年來觀測記錄中最微弱的。
「前幾個周期的黑子數量較多，有科學家還曾經預測，在接下去的周期中太陽黑子數量還會保持上升的趨勢，可事實卻正好相反。」季海生說，「黑子的出現與太陽磁場相關，之所以出現目前這種狀況，很可能是太陽內部『發電機』發生了變化。」
極小期可能來臨
科學界普遍預測，太陽黑子活動可能將迎來極小期。
極小期是太陽黑子活動異常減弱的神秘階段，至今人們已知的最著名的太陽黑子活動極小期就是蒙德極小期。
季海生告訴《中國科學報》記者，蒙德極小期出現在1645年至1715年之間，正值中國的明末清初。極小期的特點是，人們幾乎無法觀察到任何太陽黑子。
在蒙德極小期中太陽活動最微弱的30年時間裡，天文學家只觀察到大約50個太陽黑子。在相同時段，本應該觀察到4萬～5萬顆太陽黑子。
最初，學界並不認同極小期的說法，因為它與太陽黑子周期理論有悖。到了1976年，天文學家埃迪綜合了歐洲極光的記錄及東方肉眼所見黑子的記錄，尤其是結合了樹木年輪中放射性碳14含量的測定結果，肯定了蒙德極小期內太陽活動確實處於平靜狀態。
此外，季海生表示，太陽黑子活動極小期之所以受到科學家的關注，是因為研究發現，蒙德極小期與地球環境、氣候之間似乎存在千絲萬縷的聯繫。
我國日地水文學的創始人王湧泉早在1975年就研究發現，明末清初的1638～1641年，中國曾發生特大乾旱；1653～1679年又出現多次大地震；1662～1679年，長江、淮河、黃河、海河等大河一再出現特大洪水；而且這期間中國的冬季異常嚴寒。這些現象的出現與1645年至1715年的「蒙德極小期」在時間上有大量的重合。
事實上，科學家確實發現蒙德極小期與地球小冰期中最冷的一段時間相吻合。當時的歐洲和北美洲也都異常寒冷，倫敦泰晤士河甚至整體結冰了。
因此，對於可能到來的極小期，有科學家認為，在全球氣候變暖的今天，它對地球而言可能並不是件壞事。儘管，這種觀點很快遭到了駁斥，人類活動的影響還是被認為要大於極小期的影響。
「科學家至今也沒有完全證實太陽黑子活動極小期與地球氣候變冷存在因果關係。」季海生說，這也許只是一個巧合。
因為，在蒙德極小期前後，地球上也出現過有記錄的幾次極小期，例如史波勒極小期、道爾頓極小期等。可季海生告訴《中國科學報》記者，在其他幾次極小期期間，沒有證據顯示地球環境、氣候也發生過類似的異常情況。
「從某種程度上來說，科學家也在期待太陽黑子活動極小期的到來，因為並沒有科學家真正研究觀測過極小期。只有基於觀測，才可能進一步研究太陽黑子的演化，並找到它對地球環境、氣候造成的真實影響。」但季海生同時表示，目前，科學家還不知道太陽黑子活動極小期的周期規律，也許下一個太陽活動峰年不出現，極小期就可能出現了。
太陽風暴仍可能發生
有意思的是，儘管種種跡象表明，這個峰年太陽活動比較弱，黑子數量沒有以前那麼多，季海生指出，這並不妨礙太陽表面有一些劇烈的活動。「事實上，太陽活動的強弱並不完全取決於黑子。也許太陽的整體活動趨勢減弱，但是不排除個別活動仍然非常具有殺傷力。」季海生說。
最近，兩年前一場超級太陽風暴差點「命中」地球的消息引人關注。據新華社報導，美國航天局在一份聲明中說，這場太陽風暴發生在2012年7月23日，是過去150多年裡威力最大的一次。幸運的是，這場太陽風暴只是從地球軌道上穿過，擊中了美國航天局一顆太陽觀測衛星。
季海生描述，在太陽風暴中，太陽表面物質噴發的速度異常快，每秒可達兩三千公裡。如果這場風暴命中地球，後果不堪設想。
科學家們認為，2012年這場太陽風暴甚至可與1859年發生的超級太陽風暴相比。1859年發生的太陽風暴是此前記錄到的最強太陽風暴，也被稱為「卡林頓事件」。
1859年8月28日晚，原本常出現在極地一帶的極光，突然閃耀在美國緬因州和佛羅裡達州上空。1859年9月1日早晨，英國天文學家理察·卡靈頓觀測太陽黑子時，發現太陽北側的一個大黑子群內突然出現了兩道極其明亮的白光，並向英國皇家天文學會報告。
之後，英國格林尼治天文臺和基烏天文臺都測量到了地磁場強度的劇烈變動。地磁儀的指針甚至因超強的地磁強度而跳出了刻度範圍。與此同時，各地電報局電報機器閃起了火花，甚至電線熔化了。1859年的這次事件，讓人們意識到極光與電磁之間存在聯繫。
「卡靈頓事件」造成了長達8天的惡劣空間天氣。由於當時還沒有人造衛星、無線電通信和現代的電力傳輸網絡，太陽風暴並未給地球帶來過於嚴重的災難。而美國國家科學院曾研究表明，類似「卡林頓事件」的太陽風暴如果發生在今天，給地球造成的經濟損失可能會超過兩萬億美元，其嚴重程度超過「卡特裡娜」颶風20倍。
延伸閱讀
太陽黑子對地球的影響
地球大氣層在太陽輻射的紫外線、X射線等作用下形成電離層，無線電通訊的無線電波就是靠電離層的反射向遠距離傳播的。當太陽黑子活動高峰時，太陽會發射出大量的高能粒子流與X射線，並引起地球磁暴現象。當太陽上黑子和耀斑增多時，發出的強烈射電會擾亂地球上空的電離層，造成高緯度地區的雷達和無線電通訊的騷擾，甚至中斷。
太陽黑子的大爆發不僅會干擾地球磁場，給航天、通信、電網帶來嚴重危害，還會使大氣層上方出現的臭氧量激增。增加的臭氧要吸收比正常量更多的太陽熱量，使氣溫、氣壓和大氣環流發生變化，可能形成極端天氣。
大氣和海洋科學家們認為，太陽活動的「極大年」會引發太陽風暴、強輻射流和極光等，對現有的全球定位系統、網際網路通訊設施和其他基礎設施構成衝擊。
地震、水文、氣象等也被認為與太陽活動對地球的影響有關，但這方面的物理機制還在研究中。
（原載於《中國科學報》 2014-08-08 第16版 探索)