自地球诞生以来 ， 地磁南极和北极已经来回倒转了很多次 。 其中 ， 最近的一次大约发生在78万年前 。 研究地磁场的地球物理学家早就预言 ， 地磁南北极将会再次倒转 ， 而就最新的观测数据来看 ， 这个过程可能比预想的要来得更快 。
【地球磁极正在倒转？】
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欧洲空间局的卫星阵列“Swarm”的观测显示 ， 地磁场强度在10年间减弱了5% ， 而之前的研究预计 ， 磁场强度减弱5%需要约100年 。 也就是说 ， 地磁场强度实际的衰减速率 ， 比预计的要快10倍 。 地磁场减弱的趋势 ， 很可能暗示了磁极倒转将再次发生 。 目前 ， 地磁北极已经开始朝着西伯利亚的方向移动 。
地球物理学家尚未完全理解地磁场倒转的过程 ， 但他们都认可偶极磁铁的地磁场模型 。 地核的主要成分是铁 ， 它由固态内核和液态外核共同构成 ， 其中液态外核可以有效传导磁场 。 外核的液态铁处于漂浮状态 ， 当它靠近内核时被加热 ， 从而浮到外层 ， 浮到外层后 ， 它又逐渐冷却 ， 重新沉下去 。 与此同时 ， 地球的自转会带动液态铁绕核运动 ， 从而产生一个能稳定维持的磁场 。
液态外核的流动总会不时受到局部的扰动 ， 使得流动部分地反转 。 这种扰动产生的机制尚不明确 。 它们似乎是自然混沌系统的必然结果 。 除了在自然界真实存在 ， 上述现象在相关问题的计算机模拟中也经常出现 。 加里·A·格拉茨梅尔（Gary A Glatzmaier）是加利福尼亚大学圣克鲁兹分校的地球物理学家 ， 他告诉我们：“就算完全理解了流动反转的物理机制 ， 我们也无法预测它发生的确切时间和位置 ， 这一点和飓风十分相似 。 ”一般来说 ， 局部的流动反转持续1 000年后会逐渐减弱 ， 但有时反转的趋势也会逐渐占据主导 ， 使得整体的流动完全逆转 。 磁极倒转过程所持续的时间变化很大 ， 快则1000年 ， 慢则20000年 ， 一般来说需要5000年 。
格拉茨梅尔也注意到 ， 地质史上出现过多次暂时性的磁场减弱 。 因此 ， “Swarm”卫星阵列观测到的磁场减弱 ， 很可能并不会造成最终的磁极倒转 。 其次 ， 虽然磁场水平处于一种下降的态势 ， 但其数值依然与近100万年间的平均水平相当 。 按照目前的磁场衰减速率 ， 至少还需要200年 ， 磁极倒转才会真正开始 。
磁极倒转对现代社会将产生何种影响还很难说 ， 但它似乎不太可能成为灭顶之灾 。 地磁场是屏蔽宇宙射线的基本屏障 ， 但化石记录并未在磁极倒转的时期 ， 显现出大量生物灭绝的迹象 。 然而在过去 ， 外界的磁场扰动曾烧坏变压器并导致大面积停电 。 鉴于此 ， 磁极倒转可能会对电网和通讯系统造成干扰 。 但格拉茨梅尔对此不以为意：“或许那时 ， 我们都不用电缆输送电力了 。 一千年后的科技 ， 将足以应对磁场倒转产生的影响 。 ”
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