我们有生之年能遇到地球两极磁场翻转吗？

iamkfeng

北京时间2月3日消息，据国外媒体报道，目前地球北极磁场非常紊乱，以至于科学家更新4年前他们发布的全球磁场模型，这是地球磁极即将翻转的信号吗？

　　世界磁场模型（WMM），是地球磁场更新表现的名称，预计最晚不超过1月30日发布。

　　磁极的不规律现象正在从加拿大北极地区向西伯利亚地区移动，该变化是不可预测的，以至于科学家都感到非常惊讶。美国科罗拉多大学博尔德分校、美国国家海洋和大气管理局国家环境信息中心地磁学家阿诺德·朱里亚特（Arnaud Chulliat）称，2015年的磁极不规律现象预计将一直持续至2020年。

　　英国地质调查局地球物理学家亚兰·博甘（Ciaran Beggan）引用1981年发表在《伦敦皇家学会哲学学报》的一项研究，向美国太空网站记者发送的一份电子邮件中称，地球磁极正在移动并不是新闻，自1580年开始，从伦敦至巴黎的长期记录表明，北极磁场运行非常不规律，该现象已持续数百年时间，或许更长。

　　但真正引人注意的是磁场运动变化加剧，大约在20世纪90年代中期，北极磁场移动速度突然加快，从每年15公里增加至每年55公里，2018年，北极磁场在国际日期变更线上向东半球倾斜。

　　这种运动的主要原因源自地球液态铁外核，也被称为“核场”。此外，较小的因素也会影响磁场运行，依据2015年世界磁场模型报告，影响极地磁场的因素包括：地壳和上地幔的磁性矿物质（特别是局部磁场）以及海水流经“环境磁场”产生的电流。

　　博甘说：“我们能够更新磁极地图的原因之一是欧洲航天局于2013年发射了高精度磁场卫星。我们有一个非常棒的数据集，可以制作出非常好的磁场地图，并且每6-12个月更新一次。我们注意到世界磁场模型的详细情况与极地高纬度地区并不相符，因为误差平均超过了1度网格角，这使得我们开始考虑是否需要发布更新数据。

　　更重要的是，地球核心磁场似乎在减弱，这可能地球磁场即将翻转的一个信号。美国华盛顿大学地球与空间科学荣誉退休教授罗纳德·梅里尔（Ronald Merrill）在接受记者采访时说：“为了更好地理解该过程是如何发生，我们应当从地核磁场运行开始了解。理解地球磁场的一个最简单方法是想像一个磁棒穿过地球中心，地球有北极和南极，该磁棒磁性非常强大，大约相当于地球表面磁场强度的75%。”

　　当然，这根磁棒并不是一个完美的“替代品”，它实际上是产生地球磁场的电流，但是这个模型使我们更容易想象到地球正在发生什么变化，具体来讲，当前“磁棒”不仅在移动，而且逐渐变弱，大约每100年减弱7%。

　　至于另外25%的磁场，梅里尔表示可能是由其它作用场产生的，你可以将它想象成为另一个移动的“磁棒”。有趣的是，当中心磁棒强度减弱时，第二种较弱的磁场会对地球整体磁性产生更大的影响。这就是导致北极磁场向西伯利亚方向移动的原因。

　　地球南北两极磁场会周期性交换位置，最后一次磁极翻转发生在大约78万年前（大约4.1万年前地球南北磁极也出现短暂快速的减弱，但事实上并未出现一次完整的磁极翻转）。2018年《美国国家科学院院刊》发布的一项研究报告表明，在磁极大翻转之前，地球磁场会变得很弱。

　　虽然磁场翻转仍需数千年时间，但是却能产生深远影响。因为较弱磁场在保护地球免遭太阳风（来自太阳持续不断的带电粒子）和宇宙射线（来自深空的辐射冲击波）的影响方面会稍差一些。德国地球科学研究中心（GFZ）磁场进化研究小组负责人莫妮卡·科特（Monika Korte）表示，磁罗盘将不再精确无误，同时监测地球天气和发送电子信号的卫星也会受到干扰。

　　莫妮卡表示，关于地球遭受的辐射量增加，将伴随着出现地球磁场屏蔽保护减少，但目前看来地球大气层仍能提供足够的保护，人类和动物都不会受到影响。然而我们只有在太阳风暴或者地磁风暴中才能感受到破坏性效应，可能会出现人造卫星通讯中断或者损坏，长途航班飞机和国际空间站的遭受的辐射剂量会增加，以及出现地面通讯信号中断，GPS信号失真。

　　她说：“当世界磁场模型发布之后，我们将继续持续监测地球磁场，主要通过欧洲航天局观测任务来完成。”测量北极磁场位置是一个巨大的挑战，这是因为磁极位于偏远区域，地球磁场的测量受到所有磁场源的影响，包括地球大气层中的磁场（电郭层和磁层）。地球磁极是否翻转取决于未来磁场的变化，这是我们无法预测的，如果需要，我们将对地球磁场模型进行一次超常规更新。