地球的磁場保護地球上的生命,將我們從有害的輻射中保護起來,并且能調節氣候。所以,如果,磁場徹底翻轉過來,或者坍塌到一起,我們該擔心對么?答案么,是,又不是。 磁氣圈基礎由于地球深處產生的電流一直處于動態變化中,所以,磁氣圈是一種流體力,它的強度和方向,會不停的改變。 地心 地球的核心是一個主要由鐵組成的實心,大小約等同于月球。它的溫度很高(5000-7200℃),等同于太陽表面,但由于重力,上面的東西全部在擠壓它,使它保持固體狀態。 這個實心核的外圈基本是有鐵鎳合金構成。溫度相近(4000-5000℃)但壓力較小,這一圈外核為流體。 外核之外是一層熱乎乎的濃稠的巖石,叫做地幔,“像瀝青一樣緩慢地流動”。溫度范圍從靠近地殼的871℃到靠近外核的2204℃。與外核相比,它夠涼了。 電流 內核與地幔之間的溫差把地球變成了一個巨大的磁鐵。近期的理論解釋到:
這種流體的熱運動產生的感應電流,形成了磁氣圈:
不斷變化的磁場由于系統的流動性,磁場也必然不會一成不變,而是不斷變化著強度,方向,和極性。 方向 從1831年James Ross第一次定位到現在,磁北極已經移動了600英里,而且最近幾年,這個過程從平均每年10千米加速到了每年40千米。預計幾十年后,它將從現在的南美移到亞洲。 強度 200年來,磁場強度“弱了15%”。因為磁場從一些輻射中保護著地球表面,如太陽耀斑,日冕拋射。如果磁場徹底消失,將會產生一系列后果:
兩極反轉兩千萬年內,兩極有過反轉,作為自然規則的一部分,平均每20萬-30萬年一次。不過,最近的一次反轉遲遲未來,上一次磁極反轉是在78萬年前。 盡管科學家們還不能確定,不過有人相信,磁極翻轉與外核的對流有關,在那里,像氧,硫磺,硅等較輕的成分會上升到核幔邊界。就像海床沉淀物一樣堆積,這些東西從核里“掉”到地幔界面。一旦聚集足夠多的沉淀物,它就會像雪崩一樣,滾到外核,冷卻。有人推理說:“大量的核幔邊界雪崩會擾亂地球發電機,造成地球兩極磁場坍塌。” 緩慢反轉 從巖石和沉積物上的磁特性,科學家們了解到,磁極會周期性的換地方。因為這些反轉過程會持續20萬年甚至更多,所以1千年到1萬年才會有變化:
從近幾世紀來看,科學家們相信,我們正接近另一個長期翻轉。許多人輕視了這個過程對人類的危險,無非是認為磁氣圈幾乎不會消失,所以在反轉過程中,地球上的生命仍然會受到保護。 然而,如果磁場顯著衰弱,我們很可能會遇到麻煩。事實上,有些研究員認為,“尼安德塔人的滅亡和同時期出現的磁場衰弱有著直接聯系。” 快速反轉 近年內,科學家有證據表明,磁極翻轉可能會發生的很迅速,盡管尚不清楚它是否能完成徹底的磁極反轉。 1960年代晚期,在法國中央高原拉尚村莊附近,科學家發現了一些不完備的證據,讓他們相信,在4萬1千年前發生過極迅速的短期磁極反轉(與尼安德塔人從歐洲消失同期)。 另一個快速反轉的證據發現于1995年,在俄勒岡州Steens山凝固的巖漿中。那里,巖石里的磁性晶體顯示,發生過一次超快速磁極轉換,磁極“以平常的一萬倍速度,每天6度”的速度移動。 在那種速度下,一次完全的磁極轉換會在幾個月內完成,而不是上萬年。因此科學家們尚存懷疑,直到,2010年在內華達巴特爾山找到了更多的證據,在那里,顯示“磁場在一年內移動了53度”。 更近的話,2012年,科學家們重新遭遇了拉尚事件,這一次是在檢測從黑海,南太平洋,北大西洋沉積物的過程中。他們的發現很驚人:
盡管沒有直接因果關系,黑海沉積物內核還顯示,在同時期內發生過另兩起極端事件:
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