地球磁场的形状类似于你在玩具条磁铁中看到的磁场那样, 但是他们之间有一个非常重要的区别。玩具条磁铁是牢固固定在磁铁主体中的，除非用火去融化它，否则它是不会随着时间而变化的。然而地球的磁场是会随着时间而改变的。它的磁场强度不仅会改变，它所指向的方向同样也会改变。

　　自1700年代以来，地图制造商已经意识到磁场的方向是一直在变化的。每十几年，他们就不得不重新绘制港口和地标，以纪录新的罗盘方位角。仔细想一想，如果您在一艘在雾中港口航行的船上，指南针一个轻微的变化，就会带您进入礁石或沙洲！

　　地质学家们也一直在追踪这漂移的磁极，事实上不用指南针，他们也可以检测出岩石中地球的磁的微小的化石痕迹。这些岩石的日期可以确定他们是何时形成的。地质学家们可以从从这些信息中准确地了解过去二十亿年来地球磁场的变化。这些结果可能会令人大吃一惊。现在，指南针的北极指向北半球的磁极。这就是指南针创建者在磁罗盘针尖放置”N”的原因。但是因为异性吸引，这意味着北半球的磁极实际上是南磁极！这是因为科学家们根据地理罗盘方向命名了磁极性！

　　自十九世纪以来，位于在北半球的地磁南极已经徘徊了1100多公里。实际上到了2030年，磁极将几乎位于我们地理北极的顶部。在下一个世纪，它将会位于西伯利亚的北部！科学家们对突然发生急剧变化的磁极位置有些兴奋又有些担心。他们担心地球内部可能正在发生某种事情从而导致这些变化，而且他们之前看到过类似的事情发生。

　　地质学家的发现是地球的磁极不仅仅是移动了一点，他们实际上是随着时间的推移而变化的。大约在八十万年前，地球的磁极与我们今天的磁极是相反的。在那时，您的指南针在北半球会指向南极洲，这是因为在北半球，极性已经变成了“北”，并且这将会排斥（磁化）你的指南针的北端。地质学家在岩石测年中发现，在过去的十亿年里，地球的磁力已经自身反转数百次了。仔细测量来自世界各地的岩层，可以确认同一层中翻转的证据，所以他们的确是国际性大事件，不仅仅是当地性事件。更有趣的是，这些磁反转之间的时间间隔以及他们持续的时间已经发生了巨大的变化。七千万万年前，当恐龙们仍漫步于景色之间时，磁反转的时间大约为一百万年一次。每一次反转会持续五十万年，两千万年前，磁反转的时间缩短为约33万年一次，每次反转持续了二十二万年。

　　如今，在过去的几百万年间，磁反转的时间已经减少到大约仅仅二十万年才会发生一次，每次反转持续约十万年左右。那么上一次反转是发生在什么时候呢？

　　这是巴黎自然研究所的尤汉·圭多多（Yohan Guyodo）和让·皮埃尔·瓦莱特（Jean-Pierre Valet）在1999年5月20日发表在《自然》杂志上关于近八十万年来地球主场强变化的曲线图的研究。（p249-p252）

　　布容尼斯松山反转在九十八万年前结束，当时磁场的极性发生了“反转”。从那时起，地球场的极性一直与我们今天在北半球的北极地区的测量结果相同并且北极地区包含了“南型”极性，同样南极地区也包含了“北型”极性。您可能会注意到，最后一次反转结束在磁强度达到将近零时结束。自那时起，大约二十万年前，在首次识别出这些强度测量值的地质地层之后，出现了一个被称为“牙买加/普林格尔瀑布”的逆转。

　　科学家们不知道在触发反转之前地球场的强度必须下降到的具体数值为多少，但是在上述“ VADM”图的规模上，阈值似乎低于2.0个单位。从20世纪20年代开始，地质学家在世界各地的岩石样本中发现了最后几次磁性反转的痕迹。在七十三万年前到今天之间，在我们当前的磁场条件下，南磁极是位于北极附近的北半球的。地质学家称其为布鲁内斯纪年。在七十三万年至一百六十七万年前，地球磁极在地质学家所称的“松山时期”期间发生了反转。这意味着在北半球发现了北型磁极性。请注意，自上一次反转（松山时期的结束）的时间为七十三万年，这比二十万年还要长！

　　一些科学家认为，我们这次磁极翻转延迟了五十万年！

　　是否有任何证据表明我们会走向这种状况？科学家认为这种磁极位置突然并且快速的变化是开始发生重大变化迹象之一。另一个迹象则是地球磁场的实际强度。

　　科学家们确信，地球磁场是由在地球液态外核中流动的电流产生的。像电流流动形成的电磁一样，地球的电流会随时间变化，从而导致磁场强度增加和减小。地质证据表明，地球的磁场强度是15亿年前的两倍，也是今天的两倍，然而就像天气一样，它经历了许多复杂的起起伏伏，科学家们对此也没有真正合适的解释或者是预测的能力。但是化石证据确实在传递给我们一些重要信息。

　　自上次磁反转以来的七十三万年中，地球的磁场仅仅为当前强度的六分之一。这大概发生在二十万年以前。同样，在公元七百年左右，它比今天强了百分之五十。这种强度发生了许多突然的起起伏伏，但是科学家们认为现在的情况与所展示的历史呈现的趋势截然不同。

　　在大约两个世纪的时间里，我们只能够测量地球磁场的强度。在这段时间里，磁场强度逐渐下降。在最近几年里下降的速度似乎正在加快。在过去的一百五十年里，地球的磁场强度每世纪下降百分之五。这虽然不像是一个很快的下降速度，但它是在八十万年磁记录中已被认证过的最快速度之一。以这个速度发展的话，在十个世纪后，我们的磁场强度将比现在的磁场强度低百分之五十，并且在两千年后，我们可能会达到零强度。历史反转数据表明，当磁场达到当前强度的百分之十时，就会出发磁反转，自上次磁反转结束已经过去七十三万年了，通过一些统计性估计，我们早就应该进行新一次的反转。

　　但是需要注意的是，磁性变化的时间范围很广泛，从每几十万年的重大逆转事件到几千年来称作为“离轨”的微妙变化。在最近的一百万年中，有两个详细的“地磁场研究”发现了14个离轨现象，每一个方向的大变化持续了五万至十万年，其中六个因不同站点之间的相关性而被确定为全球现象。

　　下图左侧的数据显示了从五十万年前到至今的布鲁日磁性年代以来的强度测量值。你可以轻松地看到“尖峰”快速偏移，但是直到今天总磁场的强度仍在下降。我们将可能生活在数千年内被一个不断发展的领域所替代的这些快速离轨中的其中一个，但是总的来说，整个大型领域仍在缓慢下降，并且会持续十万年以上。这不是我们需要为“逆转”担心的离轨，我们需要担心的是这种持续下降的大趋势似乎正在持续。

　　所以，当磁场反转时到底会发生什么？根据化石和其他地质的记载，他们似乎在说“不会发生什么！”

　　科学家们已经从海洋底部回收了深海沉积物核心。这些沉积物记录了氧原子的丰度和其最常见的同位素：氧-18。这个氧同位素的增加和减少追踪了全球冰川期的波动。我们可以看到的是，在最后一次逆转发生期间，冰川的状态若有若无的方式都没有明显变化。因此，至少在最后一次逆转中，除了地质学家从冰川的“正常”模式中看到的以外，地球的温度没有明显的变化。顺便说一下，由于冰川作用时依靠于地球自旋轴的倾斜度，因此这也意味着磁力逆转不会以任何可测量的方式改变旋转的地球。

　　最近，中国的黄土沉积为气候学家们提供了近一百二十万年来连续不断的气候变化记录。他们发现了这个沉积记录显示了夏季风以及其严峻程度。数据中唯一显著的变化可归为冰川时期和冰期的到来和结束。因此，从这段时期的与气候相关的数据中可以明显看出，中国的夏季风不受任何磁逆转的影响。至少对大型动植物而言，当看到与磁反转有关的变化时，化石记录可能就没有那么引人注目了。

　　布容尼斯松山反转发生在七十三万年以前，即古生物学家所说的中更新世时代（十万年至一百万年前）。对于动植物来说在这段时期没有很重大的变化，因此，磁反转不会有导致整个星球的灭绝或其他可能影响现有生活的灾难。对动植物而言，对生命最大的压力似乎来自许多更新世冰河时代的更新。这非常迅速地导致了耐寒生命形式的进化，例如长毛象。

　　因此，我们似乎可能会在未来几千年里会再次发生磁逆转事件。基于过去的化石和地质历史，该事件不会引起全球范围的灾难。同样生物圈也不会灭绝，太空辐射也不会在任何地方造成可怕的突变。海洋潮汐不会破坏沿海地区，当然也肯定不会有导致全球变暖的火山运动。

　　当然，科学家们无法预测那种轻微影响可能发生。磁性反转可能对许多生物来说是一个很大的麻烦，它虽然不会导致其灭绝，但可能会导致暂时改变他们的正常行为。化石记录中没有记录过一个物种对这些小麻烦的反应！一些动物利用地球磁场进行磁性导航，但是我们知道这些相同的动物也具有备用导航系统。鸽子是用地球的磁力来进行导航的，同样海豚，鲸鱼也是这样。他们还用自己的眼睛作为后备导航系统，并了解土地形态和地理，或者知道太阳与月球的位置。人类使用指南针导航已有数千年的历史了，但是现在我们几乎完全依靠于人造卫星。在未来，只有少数使用过指南针这种比较古老技术的不合潮流的人将会遇到很多麻烦！

　　地球的磁场是我们免受宇宙射线的影响，因此失去这一屏蔽似乎很重要，但实际上并非如此。宇宙射线与光不是同一种辐射，而是由快速移动的物质粒子组成的，例如电子，质子和某些原子核。我们的大气层实际上比地球磁场更好地屏蔽了宇宙辐射。在反转过程中失去了地球磁场只会使我们暴漏在地面上的自然环境辐射少量增加 - 可能不会超过10%。从长远来看，每年可能会增加几千例癌症病例，但肯定不会导致人类灭绝。

　　参考资料

　　1.Wikipedia百科全书

　　2.天文学名词

　　3. astronomycafe-Jenny

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