新發現!地球磁場逆轉持續時間比我們想像得要更長

2020-11-22 手機鳳凰網

地球磁極的上一次逆轉發生在很久很久之前，人類甚至沒能記錄到它，但是對古代熔巖流的研究幫助科學家們估計了這一奇怪現象的持續時間。

一組研究人員利用火山記錄對地球上一次磁場逆轉進行了研究，地球上一次磁場逆轉大約發生在78萬年前。科學家們在一項新研究中報告說，他們發現，這種磁極逆轉所花費的時間可能比研究人員之前認為的要長得多。

在過去的250萬年裡，地球磁場已經逆轉了幾十次，南變成了北，北又變成了南。科學家們知道上一次逆轉發生在石器時代，但他們對這種現象的持續時間以及下一次逆轉可能發生的時間都知之甚少。

在這項新研究中，研究人員依靠接近逆轉發生時間的熔巖流序列來測量逆轉的持續時間。用這種方法，他們估計這種逆轉持續了2.2萬年——比之前估計的1000年到1萬年要長得多。

威斯康辛大學麥迪遜分校的地球科學教授布拉德利·辛格(Bradley Singer)是這項研究的主要作者，他說：「我們發現，最近一次的磁極逆轉比之前認為的要更為複雜，而且在地球外核內部開始的時間也比我們此前認為的要早。」

1993年，辛格在智利對一座火山進行研究時，無意中發現了記錄部分磁極逆轉過程的熔巖流序列。在試圖確定熔巖的年代時，辛格注意到熔巖流序列中有著奇怪的過渡性磁場方向。

辛格說:「這樣的記錄確實非常罕見，而我是確定這種記錄確切日期的極少數人之一。」

從那以後，他就把更好地確定磁場反轉的時間作為他職業生涯的目標。

當地球旋轉外核中的鐵分子開始以相反的運動方向運動時，地球磁場就會發生逆轉。隨著這種鐵分子數量的增加，這些分子抵消了地核的磁場。(如果今天發生這種情況，羅盤就會失去作用，因為指針會從指向北方轉向指向南方。)

在這個過程中，保護地球免受太陽粒子和太陽輻射的磁場就會變得越來越弱。

羅切斯特大學地球物理學教授John Tarduno沒有參與這項研究，但他在接受採訪時說:「這種持續時間意味著地球對太陽輻射的屏蔽將非常複雜，而且就平均而言，在較長的一段時間內，屏蔽效果會比以前較差。它的實際影響仍然有爭議，它也並不像某些人可能認為的那樣那麼慘或者那麼極端，但它仍然可能產生很重要影響。」

辛格認為，由於進入地球的有害紫外線增多，磁場逆轉的其中一些影響可能包括基因突變或某些動植物物種會受到額外的壓力，甚至滅絕。他補充說，進入地球大氣層的太陽粒子增加也可能會導致衛星和其他通訊系統出現中斷，比如無線電和GPS。

最近有關磁場正在從加拿大北極向西伯利亞劇烈移動的報導引發了一場爭論。下一次磁場逆轉是否迫在眉睫?它會對地球上的生命產生何種影響?

辛格否認了這些說法，他說:「幾乎沒有證據表明目前的磁場強度正在下降，或者北極位置正在迅速變化，這兩個都是磁場逆轉的標誌現象，如果上述現象出現了的話，那就意味著磁場逆轉將會在未來2000年出現。」

利用從熔巖流中收集的數據，地質學家可以了解更多關於磁場逆轉的信息。Tarduno 說：「儘管火山記錄不是完整的記錄，但就特定時間地點來說，它們仍然是我們所擁有的最好的記錄。更高的年代測定準確性，以及更詳細的記錄將給科學界帶來很多值得研究的東西，」他補充說。

這篇論文發表在8月7日的《科學進展》雜誌上。

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