地球的磁極準備掉換位置,而我們完全沒有準備好

Comment is Closed

當北變成南

地球磁場像是一個看不見的力場包圍著我們地球,藉由使帶電粒子轉向離開來保護生命,避開有害的太陽輻射。地球磁場絕對不是固定不變的,它是一直不斷地在改變。

的確,地球歷史包含至少幾百次全球性的地磁反轉,北磁極和南磁極交換位置。那麼,下一次會在何時發生?又將如何影響地球上的生命呢?

在地磁反轉期間,磁場不會消失,但將會呈現更弱和更複雜的形式。

可能降到現今強度的10%,而且在赤道有磁極,或甚至有好幾個’北’磁極和’南’磁極同時存在。

平均每百萬年發生幾次地磁反轉。然而,反轉之間的間隔是非常不規則的,而且可以長達幾千萬年。

也可以是暫時且不完全反轉,稱為事件(event)和偏離(excursion)。磁極會離開地理極(geographic pole),在回到原來位置之前,甚至可能越過赤道。

布容尼斯-松山(Brunhes-Matuyama)是上一次完全反轉,發生在大約78萬年前。

拉桑普事件(Laschamp event)是一次暫時性反轉,發生在大約41,000年前,持續不到1千年,實際的極性變化持續大約250年。

斷電或是大滅絕?

反轉期間磁場的改變會減弱屏障效應,造成地球表面和上空的輻射更強。

推薦文章:  太空中有個可怕的黑色行星會吞噬所有的可見光

如果這種情況發生在現今,增加的帶電粒子到達地球時,將導致衛星、航空和地面電氣基礎建設的風險增加。

由太陽能異常大爆發與地球磁場相互作用所造成的地磁暴(geomagnetic storm),讓我們預見所能預期的變弱的磁屏障。

在2003年,所謂的萬聖節磁暴(Halloween storm)導致瑞典區域性的電網跳電,需要重定飛行航班路線,來避開通信中斷和輻射風險,以及受破壞的衛星和通信系統。

但是和最近的其他磁暴相比,這場磁暴算是小的,例如在1859年的卡林頓事件(Carrington event),導致遠在加勒比海地區出現極光。

一場大磁暴對當今電子基礎建設的衝擊還不完全清楚。

當然,任何時間生活在沒有電力、暖氣、空調、全球定位系統(GPS)或網際網路(internet),都會有重大的衝擊;廣泛的停電可能會造成經濟破壞,估算每天有數百億美元

就地球上的生命和磁反轉對物種的直接衝擊而言,我們無法明確地預測會發生什麼事,因為現代人類並不存在於上一次的完全磁反轉時期。

推薦文章:  宇宙的中心? 這城市裡有一個違反物理學的奇怪圓圈

一些研究試圖將過去的磁反轉與大滅絕連結起來,暗示著一些磁反轉和長期的火山爆發事件可能是由共同的原因所造成的

然而,沒有任何即將發生災難性火山爆發的證據。因此,我們可能只需要全力對付電磁衝擊,如果這個地區的磁反轉相對來得快。

我們知道很多動物物種具有某種形式的磁感(magnetoreception),能夠感應到地球磁場

在遷移期間,它們可能利用磁感來協助長途導航,但目前還不清楚這樣的磁反轉對這些物種的衝擊。

很清楚的是,早期人類真的設法活過拉桑普事件(Laschamp event),而且生命本身在地質記錄所證明的數百次完全反轉中倖存下來。

我們能夠預測地磁反轉嗎?

我們已經’過’了一個完全磁反轉的簡單事實,以及地球磁場目前以每百年5%的速率減弱,暗示著地球磁場可能在未來2千年內反轉。

但要確定一個確切的日期是有困難的,至少對現在而言。

推薦文章:  中國的霧霾嚴重到從空中都看不見摩天大樓

地球的磁場是在地球液體核心內產生的,透過融化的鐵緩慢地攪動。就像大氣和海洋,它的移動方式受物理學定律的控制。

因此,藉由追蹤這個移動,我們應該有能力來預測’核心的狀況’,就好像透過觀察大氣和海洋,我們可以預測真實的天氣狀況。

然後,反轉能夠被比作是核心的特定類型磁暴,在那裏動力學和磁場失去控制(至少有一小段時間),然後再度平靜下來。

儘管生活在大氣層內,並且能直接觀察大氣,很難預測幾天後的天氣是眾所皆知的。

然而,預測地球核心實在是一個太困難的指望,主要是因為它埋藏在3千公里厚的岩石下,使得我們的觀察是貧乏且間接的。

然而,我們不全然是不知所措:我們知道核心內部材料的主要成分,以及它是液體。

一個地面觀測站和軌道運行衛星的全球網絡也在測量磁場的變化,這讓我們洞悉液體核心是如何移動。

最近在核心內發現的噴射流,突顯出我們在測量和推斷核心動力學的發展獨特性與正在增強的能力。

結合數值模擬和實驗室實驗來研究地球內部的流體動力學,我們的理解正在快速地發展。

距離能夠預測地球核心的可能性,或許不太遙遠了。

來源:ScienceAlert