每隔20萬到30萬年,地球的磁極就會翻轉。曾經的北極變成了南極, 反之亦然。從這個角度來說,這一輪的兩極顛倒很不尋常——出於某種原因,和上一輪已經間隔了75萬年的時間。
對地球磁場的研究被稱為古磁學,涉及到對巖石和沉積物的分析,有時還包括考古材料。曾經熔化的巖石記錄了磁場的變化。相關的磁層學領域研究這些巖石中包含的地磁逆轉信息。通過測定巖石的年代,研究人員可以構建地球兩儀反轉的時間軸。
熔巖流是反映熔巖凝固時地球磁極方向的可靠指標。但它們不能提供時間線。它們更像是凝固在時間上的快照
在一些沉積物中可以找到更好的記錄。其中日本的一處沉積物址被稱為千葉複合段。地球物理學家認為它是Matuyama-Brunhes反轉的最為詳細的地質記錄。
他們的發現與其他研究的結論相反,特別是在逆轉的持續時間上。一些研究認為那用了幾千年,而另一項研究則認為幾十年就已完成。
不同的時間估值主要取決於樣本來自於哪裡。這項基於千葉綜合剖面的研究說,它花了大約2萬年的時間,其中包括1萬年不穩定期。
籠罩在地磁反轉之上的一個問題是:"它們對我們有何影響?」
一些研究人員想知道,磁力反轉是否導致了氣候變化。雖然證據還不完全,但一些科學家已經概述了磁逆可能發揮的作用。
2006年,一個研究小組在美國地球物理聯盟的秋季會議上做了題為 "地球磁場是否影響氣候 "的報告。
當提到地球上公認的氣候變化原因時,該團隊說:"很少有研究分析磁場,氣候和磁場變化之間的聯繫,相關證據也很少受到關注。最令人感興趣的可能是最近提出的古磁場震蕩。似乎與重要的氣候事件有關。"
古地磁震蕩是地球地磁場的快速變化,局部的而非全球性的。雖然它們和氣候變化之間只有相關性,但有一天可能會建立起因果關係。
磁性逆轉對動物的影響同樣是一個引人入勝的開放性問題。許多動物都會進行漫長的遷徙航行。例如鯨魚、鳥類和海龜等。
有證據表明,一些遷徙物種依靠地球的磁場來導航——這種現象被稱為"磁感應"
依靠磁感應的生物會受到地磁逆轉的何種影響?
在反轉過程中,磁極不僅會換位,而且磁場強度也會下降。赤道上也可能出現臨時磁極,甚至出現多個臨時磁極。磁極也可能四處遊走,離開原來的位置後又返回,最後才完成。
目前還不清楚逆轉對動物有什麼影響。但有證據表明,太陽風暴的磁力活動會令遷徙的鯨魚混亂,甚至可能驅使它們遊上海灘。
在反轉過程中,地球磁場的保護作用減弱。在反轉期間,更多的太陽輻射到達地表,可能會像太陽風暴一樣讓鯨魚等動物陷入危險之中。然而,這方面的證據並不明確。
無論如何,地球上的生命已經在多次地磁逆轉中倖存下來,而且,仍然在茁壯成長。不過現代人類還沒有直面過,所以這一觀察將是非常富有啟發意義的。
最可能遭受影響的將是電力和通信系統,包括衛星。
關於千葉綜合剖面的最新論文發表在《地球與行星科學進展》雜誌上。
https://www.sciencealert.com/scientists-in-japan-just-found-a-detailed-record-of-earth-s-last-magnetic-switcharoo