關於地球磁場的來源,早期歷史上曾有來自北極星的傳說,但是到公元17世紀初人們就已經認識到地球本身就是一個巨大的磁體,不過當時仍不清楚地球磁場是怎樣產生的。
隨著科學的發展,對於地球磁場觀測和地球結構的研究不斷增多和深入,對地球磁場的來源先後提出了10多種學說。
在這些學說中,只有發電機學說在觀測、實驗和理論研究上得到較多的證識,是目前研究和應用較多的地球磁場學說。但是由於地球內部結構較複雜,影響地球磁場的因素又很多,因此這的觀測、實驗和理論等方面的研究仍需要不斷地進行。
早在18和19世紀,水手們就對地球磁場著了迷。當時,航海家們使用的導航工具主要是指南針。然而,它並不是指向地理的北極,而是指向磁北極。對海員們來說,分清地理北極和磁北極是生死攸關的事情。他們同樣清楚,磁北極一直在移動,一直在隨著磁場強度的逐漸改變而徘徊在地球的極地。因此,航海者需要知道磁北極和地理北極之間究竟相差多少度角。為此,他們需要比較指南針的指向和天文學上計算出來的地理北極。
其中的關鍵是找到地理北極,為此就要觀察正午時的太陽,並依次測量日出和日落時太陽在空中的位置偏差。正是通過研究航海志及其他資料,科學家就看出了過去300年來地球磁場的走向。在南大西洋海底下面,他們找到了磁異常的證據。在這裡,磁場已經開始反轉,即磁力線不是從地核發出,而是轉著圈進入地核,磁場強度也比原來下降了30%。這預示著如果這種異常規模擴大,那麼整個地球磁場就可能發生反轉。
沒有人經歷過地球磁場的反轉,一旦反轉發生,究竟會出現什麼情況呢?
一種估計是,地球生物所遭遇的宇宙輻射量會加倍,在某些地方情況可能會更糟糕。
如今,地球磁場讓太空輻射集中在北極及南極地區,幸好這些地方人跡罕至。而隨著地球磁場強度的劇減,磁場的結構也會日趨複雜,可以預見,地球磁極將不會只有2個,而是將出現4個,甚至8個。並且這些磁極會在地球表面緩慢地移動,從而人口稠密地區就可能遭到宇宙輻射的傷害。最直接的後果,將是癌症造成的死亡會大量增加,約為每年新增 1 500 萬例。
而最樂觀的估計是,屆時每年死於太空輻射的人數將會新增幾十萬人。總而言之,不會出現大規模的災難,甚至有可能根本就不會出現災難,因為到了下一次地球磁場方向大反轉之時,地球文明很可能已經學會了如何對付它。火星的磁場一旦失去就不可復得,而且持續了幾十億年,難怪今天的火星沒了大氣了無生機。
但是,如果下一次地球磁場的消失只持續幾千年,那麼地球大氣層將不會受到大大的損害。不僅如此,當我們的子孫後代在等待磁北極變成磁南極時,也許他們會面對一個缺乏強磁場的世界,但也會有其他的意外收穫,比如整個地球上空幾乎每晚都會出現美麗的極光。
說不定,還會有更大的驚喜吶,地球磁場強度逐漸變弱近100年來,科學家們一直關注著地球磁場強度的變化,通過數據對比,科學家們驚訝地發現,地球磁場強度正在急劇地變弱。針對地球磁場強度變弱的原因,科學家們有不同的看法:
一部分人認為這是地球磁極即將出現翻轉的信號;另一部分人則認為這只是暫時的衰弱,幾百年後地球磁場將會重新轉強。
地球南北極顛倒一下,本不是什麼可怕的事。關鍵是在兩極翻轉的過程中,賴以保護人類免受太陽強烈輻射的地球磁場將會完全消失,整個地球將暴露在各種致命的宇宙射線下。兩極翻轉過程中磁場消失的時間共有多長,一直是科學家們爭議的焦點。
根據研究火山熔巖中的鐵礦石,一部分科學家認為地球磁場消失的時間將持續幾千年,在這幾千年內,地球將完全暴露在太陽輻射的致命「燒烤」中。然而另一些科學家則認為,地球兩極翻轉導致的磁場消失最多只會持續幾個星期。對於地球兩極翻轉可能產生的天災,目前人類看來不可能做出什麼挽救性措施。
地球磁場消失,磁極逆轉的後果可說是災難性的。但這一假說究竟是危言聳聽,還是未來將要發生的事實,目前還沒有定論。