平靜的地球只有它最不安分,看不到也摸不著的地球磁場

2020-11-23 豪情科普

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。

相關焦點

  • 地球磁場最虛弱的時候,是它挺身而出拯救了地球
    ,與此同時,地球磁場的強度低得難以置信,磁場反轉的頻率非常高,地球磁場瀕臨崩潰的邊緣。地核凝固與地球磁場由弱轉強,這看似不相關的兩件事,卻共享了同一個時間點。這兩件對地球來說生死攸關的大事,它們有什麼樣的關聯呢?地球磁場是由地核產生的,並不穩定地球內部結構是由幾個不同的層組成,每一層都具有獨特的性質。在最深處是固體的地核,它會產生地球磁場,保護生活在地球表面的我們,免受宇宙輻射的傷害。地心內部並非一片死寂,而是十分活躍,因此,地球磁場不是一成不變的。
  • 地球磁場異常減弱,如果地球沒有了磁場,世界會是什麼樣?
    磁場是物理學上的一個概念,通常是指傳遞實物間磁力作用的場,磁場更是一種特殊物質,是看不見、摸不著的。極晝極夜現象,沒錯就是南極、北極,這就是地球的兩個端點,這個磁場對於我們地球而言更像是一層保護膜,這層保護膜可以保護我們星球免受來自太陽的太陽風的襲擊,宇宙輻射也會對地球造成影響,這也要通過這個磁場。
  • 地球磁場異常減弱
    磁場是物理學上的一個概念,通常是指傳遞實物間磁力作用的場,磁場更是一種特殊物質,是看不見、摸不著的。地球也有屬於他的磁場,我們都知道有兩個地方常年寒冰,還常出現極晝極夜現象,沒錯就是南極、北極,這就是地球的兩個端點,這個磁場對於我們地球而言更像是一層保護膜,這層保護膜可以保護我們星球免受來自太陽的太陽風的襲擊,宇宙輻射也會對地球造成影響,這也要通過這個磁場。
  • 地球磁場越變越詭異,出現了雙重謎題,科學家完全摸不著頭腦
    神秘的異常現象你可能知道,我們地球磁場並不是靜態的,在地球漫長的歷史中,磁場極性已經完全反轉了好幾次,並且在每次翻轉之間,磁極也並不穩定,而是隨時間流逝緩慢遷移變化。如今,地球磁場為研究人員帶來了兩個新的難題。 1:衛星探測數據顯示,南半球已經形成了第二個磁場薄弱區域。2:北極的兩個磁場區域之間卻正在進行一場「拔河」角力。而出現這兩個現象的根本原因至今未知,研究人員唯一能確定的是,北極向西伯利亞的移動的速度變得越來越快。
  • 既然磁可以生電,為何不用地球自身磁場來發電?
    磁場是一種看不見,摸不著、傳遞實物間磁力作用的場,而我們的地球就是被磁場包圍著。當然,包圍著地球的這個磁場也是看不見也摸不著的,不過在漫長的時光中,磁場始終保護著地球上的生物們。我們知道法拉第電磁感應定理提到:磁可以生電。
  • 地球磁場—人類賴以生存的必須環境—第二章 地磁場
    地磁場簡言之是偶極型的,近似於把一個磁鐵棒放到地球中心,使它的N極大體上對著南極而產生的磁場形狀。地球的磁性, 是地球內部的物理性質之一。先把地球看成是一個大磁體, 在其周圍形成磁場, 即表現出磁力作用的空間, 稱作地磁場。它和一個置於地心的磁偶極子的磁場十分相似, 這是地磁場的最基本特性。
  • 如果地球磁場南北極反轉:太可怖!
    事實證明,地球的磁場在「反極性」(地磁場方向與現在的方向相反)和「正極性」(地磁場方向與現在的方向相同)時期之間不斷變換。地質學家的研究認為,地球的磁極反轉在未來仍可能會發生。事實上,平均每45萬年左右地球就會自然地發生一次磁極反轉。最近地一次反轉發生在大約78萬年前的石器時代,那時的原始人還在學習取火的方法。
  • 地球磁場的南北極發生顛倒會怎樣?
    事實證明,地球的磁場在「反極性」(地磁場方向與現在的方向相反)和「正極性」(地磁場方向與現在的方向相同)時期之間不斷變換。  地質學家的研究認為,地球的磁極反轉在未來仍可能會發生。事實上,平均每45萬年左右地球就會自然地發生一次磁極反轉。最近地一次反轉發生在大約78萬年前的石器時代,那時的原始人還在學習取火的方法。  這個持續上百萬年的過程確實改變了地球磁場的極性。
  • 太陽的磁場悄悄翻轉,它將如何影響地球
    最近,科學家們報告說,太陽釋放的磁場似乎來回翻轉,造成局部擾動,有時它的磁場甚至有「180度轉彎」,反過來又指向太陽本身。科學家仍然不知道為什麼這種磁場會翻轉,但它可能幫助我們更好地理解能量是如何遠離太陽和太陽系的簡而言之,太陽的磁場正在悄然發生變化,這些磁場是由美國宇航局的帕克太陽探測器在最近的一次飛越太陽時拍攝的,來自最尖端儀器的數據被用來查看數據。
  • 地球磁場—人類賴以生存的必須環境—第九章 人類和地球磁場
    許多衛星上的照相機在拍攝地球和極區時所使用的是我們看不到的光:紫外光;而不是使用我們看得到的可見光,當我們利用紫外光去看地球時,我們看不到陸地和海洋,我們可以看到的是在上層大氣發光的氣體,我們可以透過紫外光去看到北極光(南極光)環繞著北極軸(南極軸)形成一個極光橢圓圈。
  • 月球才是地球保護神,40億年前,它用磁場捍衛了地球大氣層
    在那個時候,地球的自轉速度極快,每一天只有5個小時。而月球的出現延緩了地球的自轉速度,並且隨著月球的距離越來越遠,在角動量守恆的原理下,地球的自轉速度也越來越慢。大約40億年前的時候,月球距離地球只有差不多13萬公裡,現在平均是38.4萬公裡,並且仍然以每年3.8釐米的速度遠離我們。在這個過程中,月球也被地球潮汐鎖定,只有一面能夠朝向地球。
  • 地球磁場出現異常「分裂」!對人類有何影響?
    可以說沒有了地球磁場,就沒有地球生命。同時地磁場也保護著圍繞地球旋轉的成千上萬顆衛星和其他航空器。那麼地球為什麼會有磁場?磁場是從何而來呢?雖說地球磁場極為重要,已經運行了至少34億年,但其起源仍然是地球物理學的重大未解之謎之一,是地球「看不見,摸不著」的神秘存在。
  • 地球磁場出現異常「分裂」!對人類有何影響?
    眾所周知,我們的地球周圍分布著磁場,是地球的一種天然磁性現象,源於地球內部,向外延伸至太空。地球磁場的重要性不言而喻,就像保護罩一樣,無時不刻不在幫助地球生命抵禦太陽風,太陽輻射以及宇宙射線的侵襲。可以說沒有了地球磁場,就沒有地球生命。
  • 地球磁場—賴以生存的環境—第八章 帶電粒子流作用下的磁場
    二是行星空間天氣預報,如行星際磁場的大小和方向,太陽風狀態等。三是地球空間天氣預報,包括磁暴、地磁活動、極光現象、電離層暴等。空間天氣預報比氣象預報複雜得多,它涉及的空間區域從地球表面幾十千米一直到太陽表面。空間天氣關心的「風」是太陽風,「雨」是來自太陽的帶電粒子雨,空間天氣沒有陰晴之分,只有太陽和地磁場的「平靜」與「擾動」之別,空間天氣不注重冷暖,特別關心的是太陽紫外線和X射線的變化。
  • 歐空局Swarm衛星繪製地球磁場變化圖:迄今最精細
    歐洲空間局利用3顆衛星繪製了這張地圖,並宣稱這是目前對地球表面磁場波動刻畫得最為詳細的地圖。歐洲空間局利用3顆衛星繪製了這張地圖,並宣稱這是目前對地球表面磁場波動刻畫得最為詳細的地圖。磁場可以說是圍繞在我們星球周圍的一層電荷,能夠使來自太陽風的帶電粒子發生偏轉。如果沒有這一保護層,高能的太陽粒子將摧毀臭氧層,使地球生命暴露在有害的紫外線輻射中。
  • 地球磁場對風水的影響(經典回顧)
    北極半徑要比南極半徑大40米,平均半徑6371.004千米,體積為:108×108×1010千米。地球有關數據見(表一)地球有陸地、海洋,海洋面積與陸地面積佔72%,過去經常聽說3山6水2分田。陸地分為:山地、高原、平原、盆地、丘陵,珠穆朗瑪峰是8848.13米;最深海洋達11030米。
  • 如果地球磁場的南北極發生反轉會怎樣?
    事實證明,地球過去經歷過許多次的地磁反轉。地質記錄表明,自地球在46億年前形成以來,已經有過數百次地磁反轉。事實證明,地球的磁場在「反極性」(地磁場方向與現在的方向相反)和「正極性」(地磁場方向與現在的方向相同)時期之間不斷變換。
  • 地球內核為什麼是固態的?它與地球磁場的形成又有什麼聯繫呢?
    地球是由幾個不同的層組成的,而每一層都有其獨特的屬性。地球最深的層是固體的內核。為什麼地球內核是固態的呢?雖然沒有人曾經到過地球的中心,但是物理學家通過研究地震的衝擊波,已經能夠計算出它可能的結構。即地球的中心是一個堅固的內核,有月球的三分之二大小,主要由鐵構成。
  • 太陽磁場從何而來?科學家對此爭論不已,地球成了「受害者」
    穿戴好特殊的工具,從地球看向太陽,會覺得它非常平靜,它釋放的陽光是那樣無暇,滋養著地球萬物。事實上,這是由於我們離它太過遙遠所產生的誤差,太陽自身並不安靜,它是個十分活躍,一刻也不安寧的巨大火球。相信大家或多或少的聽說過太陽黑子、耀斑和日珥等活動行為。
  • 地球磁場大顛倒
    古地磁研究表明,地球磁場大約每50萬年倒轉一次。從150年前開始,至今地磁的強度已削減了10%~15%,它的衰弱速度最近有增無減。地磁會消失乃至倒轉嗎?地磁變化將給人類帶來怎樣的劫難?  2003年的好萊塢電影《地核》,誇張地描繪了一幅地球磁場消失的圖景:佩帶心臟起搏器的人們突然倒地身亡,鴿子向人群和窗戶亂飛,科學家警告說地球堅持不下去了……   類似的噩夢是否真的在逼近人類?研究指出,地球磁場看來從150年前就開始走下坡路,磁場的強度至今已經削減了10%~15%,它的衰弱速度最近有增無減。