地球磁場真的會反轉嗎?

　　科學觀測表明，地球磁場形成于34.5億年前。地球幼年就擁有強大磁場，但地磁場的方向并不是始終不變，經過一段長時間，地磁場會發生反轉，改為與原來相反的方向，即原來的地磁北極變成地磁南極，而地磁南極變成地磁北極。地磁場發生反轉雖然沒有固定的周期，但是在最近約1000萬年中大致是每20萬年反轉一次。那么，人類是如何知道地磁場在過去的方向呢？
　　
　　地球磁場反轉的證據
　　
　　這是因為巖石遺留有古代地磁場的記錄。法國科學家布容于1906年在法國司馬夫中央山脈地區對那里的火山巖進行考察時，意外地發現那里的巖石具有與地磁場方向相反的磁性，后來此類發現不斷增加。地球的巖石大多含有具有磁性的礦物（磁鐵礦等磁性礦物）。這些磁性礦物在巖石處于高溫狀態時沒有磁性，在巖石冷卻下來以后才會顯示出磁體的性質。這時，巖石中那些小磁體的取向會變得與地磁場的方向一致。小磁體的取向被固定下來，即使地磁場方向改變，也不會變化。巖石具有的這種磁性叫做“殘余磁化”。換句話說，從高溫狀態冷下來的巖石記錄有當時地磁場的信息。因此，調查巖漿等凝固所形成的巖石的殘余磁化和有關巖石的形成年代，就可以推定過去的地磁場的方向和大小。系統地將這些物理記錄按地質時代的前后順序排列，就可發現不同年代地磁場的方向和強弱是不一樣的，有的時候地磁場方向會發生顛倒過來的情況，即“地磁極反轉”現象?？茖W家能夠確定的是，上次地磁反轉到現在已經歷了78萬年。
　　
　　地磁反轉原因還是個謎
　　
　　由于目前科學家還未能建立可被驗證為真實、準確的關于地磁場起源的數學物理模型，因此還沒有一個理論能準確描述地磁反轉的原因。地球從地表往下，分為地殼、地幔和地核3部分，地核又分為固態的內核與液態的外核兩部分。大多數科學家認為液態外核的受熱對流及由此產生的平流等磁流體動力學過程產生了地磁場，相當于一部超級“地核發電機”。而自然的推論是：該磁流體動力學活動模式的改變導致了地磁反轉。
　　
　　地球磁場曾反轉了多少次？
　　
　　對于古地磁研究表明，在過去的7600萬年中，地磁至少反轉過171次。在地球45億年的生命史中，地磁的方向已經在南北方向上反復反轉了好幾百次。地球磁場的這種磁極變化，同樣存在于更古老的年代里。從大約6億年前的前寒武紀末期，到約5.4億年前的中寒武世，是反向磁性為主的時期；從中寒武世到約3.8億年前的中泥盆世，是正向磁性為主的時期；中泥盆世到約0.7億年前的白堊紀末，還是以正向極性為主；白堊紀末至今，則是以反向極性為主。如果把地球的歷史縮短成一天，在這期間你會發現手上的指南針像瘋了似的亂轉，一會兒指南一會兒指北。
　　
　　地震頻發與地磁減弱有關嗎？
　　
　　科學證據表明，地球磁場從1830年首次測量至今，已經減弱了近10%。有些科學家認為，地震頻發與地球磁場減弱有一定的關系。地球磁場的一個重要功能就是抵御太陽的粒子流即太陽風侵襲，如果迅速減弱，太陽的粒子流會更多地進入地球大氣層，消耗兩極的臭氧，并與臭氧結合成水，進而破壞極地臭氧層。地磁層的減弱和臭氧層的破壞使更多太陽輻射熱量進入地球，增強氣候的暖化。而熱量首先要集中進入兩極地區，北極和南極大陸邊緣的海冰因此會大量融化，大洋中的海水增加。當洋殼由于海水增加、壓力加大而下降，會壓迫洋殼下軟流物質向大陸運動，使大陸邊緣上升；反之，當某地洋殼由于海水減少而上升時，大陸下軟流物質向洋殼運動，使大陸邊緣下降。整個地球板塊就像玩蹺蹺板一樣，會促使地震發生，并使地震帶集中在海陸交界的地區。
　　
　　地磁反轉將影響整個自然界
　　
　　地球磁極反轉將給人類和整個自然界帶來相當嚴重的影響。首先是由其提供的一個至關重要的磁氣圈保護層將可能消失。地球磁場猶如地球的一件外套，保護著地球免受外太空的多種致命輻射。如果磁場發生反轉，高能粒子將如流星般長驅直入襲擊地球，熾熱的太陽輻射就會使地球變成不毛之地。即使磁場沒有完全消失而只是受到削弱，太陽粒子風暴也會猛擊地球大氣層，使人類癌癥發病率上升。這一天如果真的到來，一些低軌道人造衛星也將完全暴露在太陽電磁風暴的吹打中，不久就會被完全摧毀，人類高科技通信技術網絡可能由此陷于癱瘓。另外，許多隨季節變化而移居的動物，諸如燕子和羚羊等，幾萬年來一直依賴先天本能鑒別地球南北極，秋移春返。到時，此類動物或許還包括鯨和鴿子等，都會迷失方向。有科學家甚至因此懷疑，地球磁極反轉曾是古人類文明覆滅的原因。
　　
　　地球磁場又要開始反轉了嗎？
　　
　　在過去的180年里，地球磁場強度令人吃驚地下降了10%。許多科學家認為，地球磁場的減弱可能預示著地球將進入下一個磁場反轉周期。丹麥行星科學中心一個研究小組詳細分析了丹麥“阿斯泰茲”號人造衛星收集的最新資料，在對比新舊數據后驚訝地發現，地球兩極的磁場正在變化，南大西洋和北冰洋的磁場都出現了多個大洞。一些科學家分析，南大西洋和北冰洋下方的液體金屬地核(外核)可能出現了巨型渦流，從而影響了其上空的磁場。由于巨型渦流的力量足以逆轉其他渦流的方向，因此極有可能令地磁場南北極就此開始大反轉。
　　地球兩極反轉是否不可避免呢？事實上，對這一現象是否真的會發生，科學界也是眾說紛紜。地球磁場反轉我們人類沒有經過也沒有記載。有科學家指出，磁場的變化經常呈波浪形，并且通常需要漫長的時間，所以現在還不能判斷這是地球磁極要反轉的信號。另外，如果地球磁場真的發生反轉，那么磁場的減弱應該是十分普遍的現象，而現在只有個別區域出現了明顯的磁場減弱跡象，因此目前斷定地磁反轉的依據并不充分。有的科學家還表示，假如這一天真的到來，相信人類也會有辦法對付，比如建造人工磁場等。還有科學家認為，地磁反轉其實是漫長過程，地球磁場只會減弱不會消失，在地磁減弱的過程中，地球生物可能會適應地磁變化。
　　【責任編輯】蒲暉