磁針無論在地球何處,其兩端總是分別指向南北方向,說明地球是一個巨大的磁場。然而,地球的磁場並非亙古不變,它的南北磁極曾經對換過位置,即地磁的北極變化成地磁的南極,而地磁的南極變成了地磁的北極,這就是所謂的「磁極倒轉」。現在地球磁場在南美洲和非洲之間正在減弱。困惑的專家說,這種「奇怪的行為」正在給衛星和飛機帶來麻煩,一些人認為這可能是地球磁極即將倒轉的早期跡象。
地球的磁場使我們安全
地球磁場對地球上的生命至關重要。它是一種不斷變化的力量,保護我們免受宇宙輻射——以及來自太陽的帶電粒子的傷害。該磁場主要是由構成地球外核的超熱液態鐵海洋產生的,在我們腳下約3000公裡處。它產生電流,產生(並改變)我們的電磁場。
但這個領域正在變得越來越弱:在過去的200年裡,它在全球範圍內失去了約9%的實力。
我們的磁場正在減弱——尤其是在南美洲
現在科學家們已經注意到在南美洲和非洲之間有一塊特殊的降低了強度的區域。它被稱為南大西洋異常,而且它一直在變化。
根據歐洲航天局(European Space Agency)的跟蹤,從1970年到2020年,它的最低強度已經從2.4萬納米級下降到2.2萬納米級。該地區以每年約20公裡的速度增長並向西移動。在過去的五年裡,第二個強度降低的中心也出現在非洲西南部。這可能意味著南大西洋的異常現象可能會分裂成兩部分。
德國地球科學研究中心的于爾根·麥茨卡說:「南大西洋異常新的東部最小值在過去十年中已經出現,近年來正在蓬勃發展。我們非常幸運地將蜂群衛星送入軌道,調查南大西洋異常的發展。現在的挑戰是了解地球核心中驅動這些變化的過程。」
磁極倒轉恐懼
一些科學家擔心,地球磁場的減弱可能意味著地球正走向磁極反轉。這將意味著南北磁極將互換位置。這在地球歷史上相當有規律地發生,大約每25萬年發生一次。我們現在已「逾期」,因為最後一次翻轉發生在78萬年前。沒有證據表明這種情況會很快發生,因為波動是常見的。但由於磁場較弱,在該地區飛行的衛星和太空飛行器更有可能出現技術故障。
如果磁極倒轉……會有一段時間,地球完全沒有磁場。大家擔心的「地球翻轉」,是不會發生的,但是僅僅「沒有磁場」,就足夠恐怖了。
低緯度人造衛星在太陽風吹打下會被摧毀。人類通訊癱瘓。由於生物定向能力失去,導致生物大滅絕。由於地球失去地磁場保護,臭氧層不能在地磁場作用下附著在地球表面,從而使沒有臭氧層保護的地球暴露在宇宙射線、太陽粒子輻射下,這將會對地球氣候、人類生命產生致命影響。有科學家甚至認為,存在古人類文明,由於磁極倒轉覆滅了。
但是,科學家還沒有悲觀。他們一方面在監控,另一方面在研究。希望將來能研發出控制地球磁場的儀器。地球是我們的家園,不能隨隨便便放棄它。
磁北運動
這種「減弱」也不是地球磁場發生的唯一大變化。最近的研究還表明,北極地磁正在迅速變化。在地理上,北極從未改變——但地磁北極卻在改變。它陷入了地球表面深處的兩個磁「團」之間的拉鋸戰。其中一個「斑點」在加拿大,另一個在西伯利亞。這是後者的勝利,這就是為什麼磁極北從加拿大北極漂移到西伯利亞。
自1831年首次測量以來,情況一直如此,但自上世紀90年代以來,其速度有所加快。它以前以每年0-15公裡的速度徘徊,但現在以每年50-60公裡的速度移動。這意味著世界磁場模型需要更頻繁地更新。這是一個至關重要的導航系統,甚至被用來指導我們的智慧型手機。這些「斑點」移動和拉伸的方式決定了地球的磁場。
利茲大學的菲爾·利弗莫爾說:「我們現在可以確定,加拿大地下流動循環模式的變化導致地核深處地核邊緣的一片磁場被拉長。這削弱了加拿大的勢力範圍,導致北極向西伯利亞移動。」
目前還不清楚的是北極是否會回到加拿大。而前往西伯利亞的速度正在加快——但情況可能並非總是如此。
利弗莫爾博士解釋說:「地核內部的磁場模型表明,至少在接下來的幾十年裡,磁極將繼續向西伯利亞漂移,然而,考慮到北極的位置是由加拿大和西伯利亞之間的微妙平衡決定的,只要在地核內對磁場做一個小的調整,就能把北極送回加拿大。」