人類創造出了輝煌的文明,我們能有今天的成就,可以說完全得益於科學的幫助。特別是近幾百年來,人類科學經過不斷發展演化,逐漸細分出成百上千個不同的領域。現代科學不但可以將物體的本質用物理定律完美地表述出來,就能宇宙的運動規律都能夠解釋,就比如地球的磁場。
地球磁場是指地球周圍空間分布的磁場,磁場的南極位於地球的北極附近,而磁場的北極位於地球的南極附近。地球兩極附近的磁場最強,赤道附近的磁場最弱,磁場的強弱還會受到各種因素的影響而隨時發生變化。
世界上最早提出地球磁場理論的人是英國人吉爾伯特,他在400多年前就提出了一種觀點,認為地球本身就是一個巨大的磁鐵,磁鐵兩極的位置和地球兩極的位置重合。按照這個理論,地球在自轉的過程中產生磁場,只不過地球上的人隨著地球一同轉動,所以無法感覺到這種磁場效應。
事實上,中國人發現地球磁場現象已經有2000多年的歷史了。根據《古礦錄》記載,戰國時期的人們在河北磁山一帶發現了天然磁鐵礦石,他們將這些礦石琢成勺形一樣的東西,然後放在刻著方位的光滑底盤上用以辨別方向。這就是現代指南針的始祖——司南。
科學家相信,地球磁場的產生是因為地球的地核體積極大,在高溫與高壓的作用下,讓地球形成了一個強度穩定的南北磁極。就像沒有電阻的線圈一樣,電流在其中永不消失的流動。
據《科學》雜誌報導,在地球誕生後的3.5億年,即42億年之前,地球就擁有了一個強大的磁場。這個強大的磁場讓地球免受太陽高能粒子的穿透,就像保護罩一樣,讓地球上的生命得以平穩誕生。地質學家從古老的巖石中找到一種特殊物質,這是一種名為「鋯石」的磁鐵礦微小顆粒。研究人員發現,這種鋯石所含磁場一致,只有暴露在磁場中才會發生這種情況。
麻省理工學院的地質學家也表示,通過分析格陵蘭島的巖石可知,地球的磁場至少37億年前就存在了。磁化作用在37億年前留下了印記,當磁鐵礦顆粒變得足夠熱的時候,它們將失去磁排列,而地球磁場幫助它們獲得了新的磁排列順序。
近些年來,科學家發現地球磁場的北極正在不斷向西伯利亞偏移,並且偏移的速度越來越快,沒有一點停下來的趨勢。實際上,地球磁場的偏移並不是什麼罕見的現象,早在1906年的時候,就有科學家發現熔巖的磁化方向和當前磁場方向不一致,可能就是地球磁場偏移造成的。
地球磁場偏移對地球上的生物來說並不是一個好消息,如果地球磁場發生改變,未來會有更多的宇宙射線粒子穿過雲端來到地面上,對地球上的植物和動物造成傷害。一些學者指出,70萬年前一場磁場的變化造成了地球上數十種生物滅絕。
有科學家猜測,地球磁場的偏移是由於太陽引力的變化造成的,再加上地核和地幔的自轉並不同步,就會產生一個強大的交變電磁場,讓地球南北極的磁場發生一種低速運動。這種運動最後的結果,甚至可以造成地球南北磁極的倒轉。
事實證明,地球在數十億年的時間裡發生過多次磁極南北反轉的現象,大約每過45萬年就會發生一次。科學家通過各地新生代熔巖樣本發現,距離我們最近的一次倒轉事件發生在大約78萬年前,那時候的人類還處在新石器時代,原始人還在學習鑽木取火的方法。
還有科學家表示,地球上磁極的倒轉並沒有什麼規律可言,近百萬年來地磁逆轉的速率明顯就比數億年前要快。地磁反轉並不是立即發生,而是一個緩慢、漸進的過程。在這個過程中,地球磁場會出現明顯的減弱,地球上的生物也會迎來一個艱難的時刻。
有人說當地球的南北磁極發生倒轉,地球就會和火星一樣,變成一顆不再適宜生命生存的星球。但是科學家表示,雖然地磁兩極的倒轉會給我們帶來一些意想不到的影響,但它不太可能會導致世界末日。就像我們感覺不到地球上磁場存在一樣,我們可能也不會注意到地球磁極反轉後的變化。
世界各地的科學家們已經開始觀測到地球磁場發生的變化。但是到目前為止,科學家都難以解釋是什麼造成的這種變化,卻沒有辦法阻止這種變化。地球磁場南北極的倒轉究竟會引發什麼,可能只有到它真正發生的那一天才知道了。