2010年的時候,Science雜誌的一項研究指出我們的地磁場形成於大約34.5億年前,這恰好與地球誕生生命的時間相符。研究者認為,如果那時的地球要是沒有磁場保護,致命的太陽輻射很快就會撕裂大氣層,蒸發海洋,地球生命極有可能會被扼殺在遠古的搖籃裡。30多億年來,地磁場為地球生物擋住了來自太陽的高能帶電粒子流,並將這些粒子流引入了南北兩極,從而形成了夢幻一般的極光盛景。
但是從1683年人類開始記錄地磁場信息開始,磁場的磁極卻在一直發生改變。科學家們發現,地球歷史上也曾發生過很多次的磁極倒轉現象,而且發生得毫無規律可言。那麼地球磁場究竟是怎麼形成的呢?磁極倒轉又會造成怎樣的後果呢?
鐵磁體假說
現代科學告訴我們,地球是由地殼,地幔和地核構成,其中最深處的地核主要就是由鐵和鎳兩種金屬構成,所以在最開始,科學家們就想當然的認為地球磁場就是地核深處這個大鐵塊本身的磁性,這種說法被稱為「鐵磁體假說」。這個假說相當的符合人們的直覺,但是卻並不正確。根據皮埃爾居裡先生的實驗,任何物質只要把他加熱到他的居裡溫度它的磁性就會消失,像鐵和磁鐵礦這樣的磁性物質,它們的居裡溫度大概是700攝氏度,只要深入地下25km就能達到這個溫度,而地球深處的物質溫度高達4000攝氏度,遠遠地超出了鐵和鎳的居裡溫度,這就證明了鐵磁體假說是錯誤的。
電荷旋轉假說
到了二十世紀初,電磁效應的發現讓科學家們又提出了「電荷旋轉假說」,這個理論認為,地球上存在著等量的兩種電荷,其中一種集中在地核深處,而另外一種則分布在地球表面。隨著地球的自轉,地核轉動產生了環繞整個地球的圓形電流,地磁場就是由這股電流激發出來的感應磁場。按照這個理論,人們只要測量出地球表面電場強度的大小,就能在理論上得出地球磁場的強度,但是在計算之後人們卻這個理論值實在是太小,比實際值足足小了1億倍。這就告訴我們,及時地球內部真的存在旋轉的電荷,也不能夠形成強度足夠的磁場,所以這個電荷旋轉假說也被證明是錯的了。
雙圓盤耦合發電機模型
在隨後的一百年裡,各式各樣的假說層出不窮,但是卻都無法解釋磁極漂移和倒轉的現象。直到1958年,日本的地磁學家力武常次在發電機假說的基礎上提出了「雙圓盤耦合發電機模型」,這個模型巧妙地解釋了地球磁場形成與變化的原因,得到了科學界的普遍認同。這個該理論認為在地殼與地幔交界的位置,液態的外核物質會形成對流,構成一個巨大的發電機,地磁場就是由這個發電機發出的電流激發的。
在這個假說裡,地核與地幔邊界的對流就相當於一個龐大的混沌體系,地球內部一點點輕微的變化都有可能導致磁性的變化,所以地球磁場總是在不斷地變化,而我們很難預測出下一次磁極顛倒發生的具體時間,也許你在有生之年就能夠親身經歷一次地磁的倒轉。
那麼地磁突然倒轉會產生呢什麼後果呢?地球表面將遭受巨大的帶電粒子流打擊,依賴地磁導航的生物會陷入瘋狂,自然生態會被徹底的破壞,海平面升高,全球地震,火山爆發,人類文明極有可能毀於一旦。很負責地告訴大家,這些都不會發生。為什麼呢?
雖然我們現在無法準確預測磁極倒轉發生的具體時間以及會帶來的具體影響,但是沒有任何證據表明它會對地球生命造成什麼傷害,事實上,我們通過對古地磁的研究發現,在地球歷史上至少發生過大大小小數百次的磁極倒轉事件,距離我們最近的一次磁極倒轉是距今1.2-1.4萬年前的「哥德堡反極性事件」。那時候的人類還處於新石器時代,但是他們並沒有受到什麼明顯的影響,他們安穩的發展進化成了我們現在的人類社會。甚至在現在還有個小編寫了一篇關於地磁變化的分析文章。