<h3>当北变成南</h3><p><img src="https://www.122336.com/content/uploadfile/201701/earthmagneticfield_1024.jpg" /></p><p>地球磁场像是一个看不见的力场包围着我们地球，藉由使带电粒子转向离开来保护生命，避开有害的太阳辐射。地球磁场绝对不是固定不变的，它是一直不断地在改变。</p><p>的确，地球历史包含至少几百次全球性的地磁反转，北磁极和南磁极交换位置。那么，下一次会在何时发生？又将如何影响地球上的生命呢？</p><p>在地磁反转期间，磁场不会消失，但将会呈现更弱和更复杂的形式。</p><p>它可能降到现今强度的10％，而且在赤道有磁极，或甚至有好几个’北’磁极和’南’磁极同时存在。</p><p>平均每百万年发生几次地磁反转。然而，反转之间的间隔是非常不规则的，而且可以长达几千万年。</p><p><img src="https://www.122336.com/content/uploadfile/201701/astro08_07.jpg" /></p><p>也可以是暂时且不完全反转，称为事件(event)和偏离(excursion)。磁极会离开地理极(geographic pole)，在回到原来位置之前，甚至可能越过赤道。</p><p>布容尼斯-松山(Brunhes-Matuyama)是上一次完全反转，发生在大约78万年前。</p><p>拉桑普事件(Laschamp event)是一次暂时性反转，发生在大约41，000年前，持续不到1千年，实际的极性变化持续大约250年。</p><h3>断电或是大灭绝？</h3><p>反转期间磁场的改变会减弱屏障效应，造成地球表面和上空的辐射更强。</p><p>如果这种情况发生在现今，增加的带电粒子到达地球时，将导致卫星、航空和地面电气基础建设的风险增加。</p><p>由太阳能异常大爆发与地球磁场相互作用所造成的地磁暴(geomagnetic storm)，让我们预见所能预期的变弱的磁屏障。</p><p><img src="https://www.122336.com/content/uploadfile/201701/4445502419_65fb5caeb4_b1.jpg" /></p><p>在2003年，所谓的万圣节磁暴(Halloween storm)导致瑞典区域性的电网跳电，需要重定飞行航班路线，来避开通信中断和辐射风险，以及受破坏的卫星和通信系统。</p><p>但是和最近的其他磁暴相比，这场磁暴算是小的，例如在1859年的卡林顿事件(Carrington event)，导致远在加勒比海地区出现极光。</p><p>一场大磁暴对当今电子基础建设的冲击还不完全清楚。</p><p>当然，任何时间生活在没有电力、暖气、空调、全球定位系统(GPS)或网际网络(internet)，都会有重大的冲击;广泛的停电可能会造成经济破坏，估算每天有数百亿美元。</p><p>就地球上的生命和磁反转对物种的直接冲击而言，我们无法明确地预测会发生什么事，因为现代人类并不存在于上一次的完全磁反转时期。</p><p>一些研究试图将过去的磁反转与大灭绝连结起来，暗示着一些磁反转和长期的火山爆发事件可能是由共同的原因所造成的。</p><p>然而，没有任何即将发生灾难性火山爆发的证据。因此，我们可能只需要全力对付电磁冲击，如果这个地区的磁反转相对来得快。</p><p><img src="https://www.122336.com/content/uploadfile/201701/d181d183d0bfd0b5d180d0b2d183d0bbd0bad0b0d0bd.jpg" /></p><p>我们知道很多动物物种具有某种形式的磁感(magnetoreception)，能够感应到地球磁场。</p><p>在迁移期间，它们可能利用磁感来协助长途导航，但目前还不清楚这样的磁反转对这些物种的冲击。</p><p>很清楚的是，早期人类真的设法活过拉桑普事件(Laschamp event)，而且生命本身在地质记录所证明的数百次完全反转中倖存下来。</p><h3>我们能够预测地磁反转吗？</h3><p><img src="https://www.122336.com/content/uploadfile/201701/Magnetic-Field-384430.jpg" /></p><p>我们已经’过’了一个完全磁反转的简单事实，以及地球磁场目前以每百年5％的速率减弱，暗示着地球磁场可能在未来2千年内反转。</p><p>但要确定一个确切的日期是有困难的，至少对现在而言。</p><p>地球的磁场是在地球液体核心内产生的，透过融化的铁缓慢地搅动。就像大气和海洋，它的移动方式受物理学定律的控制。</p><p>因此，藉由追踪这个移动，我们应该有能力来预测’核心的状况’，就好像透过观察大气和海洋，我们可以预测真实的天气状况。</p><p>然后，反转能够被比作是核心的特定类型磁暴，在那里动力学和磁场失去控制(至少有一小段时间)，然后再度平静下来。</p><p>尽管生活在大气层内，并且能直接观察大气，很难预测几天后的天气是众所皆知的。</p><p><img src="https://www.122336.com/content/uploadfile/201701/112015_ts_magnetic-field_free.jpg" /></p><p>然而，预测地球核心实在是一个太困难的指望，主要是因为它埋藏在3千公里厚的岩石下，使得我们的观察是贫乏且间接的。</p><p>然而，我们不全然是不知所措：我们知道核心内部材料的主要成分，以及它是液体。</p><p>一个地面观测站和轨道运行卫星的全球网络也在测量磁场的变化，这让我们洞悉液体核心是如何移动。</p><p>最近在核心内发现的喷射流，突显出我们在测量和推断核心动力学的发展独特性与正在增强的能力。</p><p>结合数值模拟和实验室实验来研究地球内部的流体动力学，我们的理解正在快速地发展。</p><p>距离能够预测地球核心的可能性，或许不太遥远了。</p>
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