當指南針不再指南時,地球會有什麼影響?

2020-11-23 OFweek維科網

我們經常提到的「北極」,那個冰峰高聳、杳無人煙,與南極遙遙相對的「北極」,實際上是地理北極,它就在地球的最北邊,永遠不會改變。
事實上,地理北極附近還有另外一個「北極」——地磁北極,與地理北極不同的是,它一直在變換著位置,以每天 20.5 米的速度移動。
地磁北極實際是物理上的磁場南極,是地球表面磁場方向垂直向下的點。人們在發現磁極異性相吸、同性相斥的規律之前就定義了地磁北極這個名詞。

一開始,人們定義了指南針指向地理北極的一端為磁場北極,又根據北方的地磁場極點接近地理北極的知識,定義了這個極點為地磁北極。可是,當人們最後發現磁場原來是同性相斥的規律以後,地磁北極也就只能作為習慣用法被保留下來。

地磁北極跟地球的北極不同。地質學家認為,地磁北極發生轉移,主要是由熔融的地球內核(包含液態金屬鐵)發生改變造成的。科學家在 1831 年首次確定了地磁北極的位置,從此以後他們一直在努力跟上磁極的變化進程。

加速移動的地磁北極

記錄顯示,在最初的幾十年,地磁北極幾乎沒有任何變化。不過 1904 年後,它開始以每年大約 15 公裡的速度向東北方向移動。1989 年,地磁北極的轉移速度明顯增加,據科學家推測,這可能與地球深處的神秘磁性「羽狀物質」有關。
而現在,它的移動速度比以往更快。

在過去的 150 年裡,磁極在加拿大北部漫遊了 685 英裡。科學家表示,位於加拿大寒冷地區的地磁北極,每年以大約 65 公裡的速度移向俄羅斯。過去 10 年間磁極的移動速度已經增加了三分之一,並且現在正以每年 25 英裡的速度向西北進發—— 這可能是一個信號,表明我們將要經歷一些人類從未見過的事情:磁極翻轉。

圖 | 地磁翻轉(來源:Science ABC)

當這種情況發生時,它可能影響的不僅僅是你的指南針。

有證據表明,在過去幾百到幾千年的時間裡,我們的地球曾出現過一次有四個、六個甚至八個極點。這就是過去磁極翻轉時所發生的事情。

地磁翻轉的後果

然而,這種情況的再次發生,對我們來說並不是好消息。

同時存在多個磁極,也就意味著多個磁場會相互影響。在兩極翻轉期間,這將使地球的磁場保護作用減弱高達 90%。

穩定的地球磁場相當於一張堅實的保護網,保護我們不受有害空間輻射的傷害。當磁場紊亂,輻射會直射地球,破壞生物細胞,引發生物包括人類自身的癌變,並且燒毀電子線路和電網。

圖 | 地球磁場的保護作用(來源:ESA/ATG medialab)

不單單如此,由於磁場較弱,一些科學家認為這可能會使飛機暴露在更高水平的輻射之下,從而使飛行更加不安全。這也會破壞許多動物體內依靠磁場的方向判斷系統。

更恐怖的是,它可能使地球上的某些地方不再適宜生存。雖然我們能預料到在太空中失去磁場保護的太空人會面臨什麼事情,從而設計出相應的設施防止其受到傷害,但是,真正輪到了地球,我們卻無法清除地預估究竟會面臨什麼。

更進一步,甚至現在我們所經營的現代生活方式,也會不復存在。我們已經在一個叫做南大西洋異常區看到了這一點。南大西洋異常區是地球上一片地磁最弱的區域,覆蓋範圍遍及南美洲南部及南大西洋海域。

南大西洋異常區上空的地球磁力保護變得薄弱之後,讓更多來自外太空的幅射線得以穿透,到達大氣層更低的地方,更接近地球表面,容易幹擾到經過異常區的衛星、飛機和太空船的通信

例如,太空船經過南大西洋異常區時,太空人雖然閉起眼睛,眼前仍會感覺到閃光。這是由於是由高能宇宙射線引起的,較弱的磁場無法阻擋。
而美國的哈勃太空望遠鏡繞行地球軌道飛過這裡時,會出現儀器失靈、通訊錯誤。因此,哈勃太空望遠鏡和其他衛星在飛越該區域時,經常會關閉敏感的電子設備。

圖 | 南大西洋異常區(來源:researchgate.net/)

自從專家們幾十年前開始測量這種異常現象以來,它的體積一直在增大。現在,它覆蓋了地球表面的五分之一,沒有將要縮小的跡象。

這種現象是非常的極端罕見。科學家推測這可能是一個信號,說明我們正處於磁極翻轉即將發生的起點,也或者磁極翻轉已經正在進行了。但科學家們仍然持懷疑態度,主要是因為上一次兩極顛倒是在 78 萬年前,所以我們甚至沒有這方面的記錄。

一項研究甚至估計,一場單一的、巨大的太陽風暴每天會給美國造成高達 415 億美元的損失,這還不考慮地球磁場目前的強度變化。而我們現代的生活方式,銀行、股票交易,飛彈追蹤、GPS,這些都將依賴於我們既不能預測、也不能控制的磁極翻轉的結果。

雖然我們也許無法阻止兩極翻轉,但我們至少可以開始採取措施,把損害降到最低。我們現在要邁出的第一步,就是弄清楚究竟發生了什麼。
歐洲航天局的蜂群衛星正在進行搜尋,目前正在收集有關地球磁場強度的最精確數據。現在,我們只能觀察、等待,因為它們可能是我們解開這個地球謎團的最大希望。

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