地磁倒轉:電影情節還是現實災難?

中國氣象報記者 唐淼

　　近日，海峽兩岸學者研究發現，地磁倒轉速率或可快於預期，這可能會對地球生物圈、衛星通信設備等造成影響。為了研究歷史上地球磁場倒轉的速度和過程，研究人員通過研究貴州三星洞內的石筍標本，成功重建了歷時15000年的地磁記錄。為何研究石筍可以了解地磁倒轉的信息，地磁倒轉又會對人們的生產生活產生什麼影響呢？
　　地磁又稱「地球磁場」或「地磁場」，指地球周圍空間分布的磁場。它的磁南極（S）大致指向北極附近，磁北極（N）大致指向南極附近。地磁因何倒轉一直被視為科學未解之謎，一般認為地磁發生反轉是由於小行星撞擊地球造成的。
　　和其他重大的地質學發現一樣，人類對地磁倒轉最初的認識來源於對巖石的研究。1906年，法國科學家布容在研究法國中南部火山區熔巖及其下面的黏土沉積物的時候，發現巖石記錄的磁極和現在的地磁極是相反的，從而推測地球的磁場可能發生過倒轉。目前，磁極倒轉的數據來源主要是通過遠古時期被固化在巖漿中的磁性物質排列特徵得到的。巖漿中含有部分鐵磁性物質，處於液體狀態時會被地磁場磁化，並隨著巖漿的凝固而被固定下來，呈現出當時的地磁場方向，通過同位素分析可確定時間。另外，通過大量的樣本分析，還可以確認地磁場的變化歷程。
　　對於為何通過研究石筍可以判斷出地磁倒轉這個結論，國家空間天氣監測預警中心首席預報員薛炳森給出了答案：石筍是由水滴中的石灰巖物質沉積形成的，如果其中含有鐵磁性物質，會在凝結之前被磁化，從而記錄下當時的地磁場特徵，如方向、強度等。
　　地磁場可以屏蔽外太空射線，維持大氣穩定。在災難片《2012》中，地球地磁場突然發生倒轉，由磁北極突然變為磁南極，人類面臨空前的自然災害，強烈的地震、火山爆發等讓地球變成了人間地獄。人們不禁擔憂，電影中的情節會在現實中發生嗎？
　　薛炳森表示，地磁倒轉的影響並沒有那麼恐怖，更不可能給人類帶來災難，而且有人類歷史記錄以來，還沒有發生過地磁倒轉的事件。近7000年來，地磁場方向僅有小幅度的偏轉，百年來也只記錄到了地磁北極的微小偏移和強度的減弱，但地磁場變化的時間尺度很大，上述變化屬於長期趨勢或是正常波動還有待觀察。
　　不過，在地磁場很弱的條件下，太陽發出的各種能量粒子將會暢通無阻地到達地球，空間環境會變得惡劣。被地磁場阻滯的外太空高能粒子更容易接近人類，特別是人們乘坐飛機時所遭受的輻射將增加數倍。另外，電離層的分布更加不均勻，通信、導航等會受到很大影響。很多靠地磁場導航的動物，如信鴿等可能會在辨別方向上受到影響。令人意想不到的是，地磁減弱也有好的一面，沒有了地磁影響，電網的安全更加有保障。
　　通過對古地磁的分析研究，科學家推斷，上一次地磁倒轉發生在70多萬年前。目前，國家空間天氣監測預警中心對地磁場長期變化趨勢進行了跟蹤調研。「我們的觀點是，地磁倒轉是一個非常漫長的過程，目前地磁場的變動是微小的，也不排除是周期性的波動，需要對其進行長期的記錄與分析。而且，實驗室的模擬結果是否適用於自然狀態仍有待驗證，畢竟這是幾十萬年才會發生一次的事件。可能在某一階段內會發生地磁的快速倒轉，但從目前的地磁記錄和研究結果看，幾百年內地磁場不會有顯著的變化，更不會發生反轉。」薛炳森解釋說。

（來源：《中國氣象報》2018年10月12日三版 責任編輯：王美麗）