1. 首页>新闻 > 热点话题

地磁场为何会倒转?下一次倒转何时来?看详细剖析

作者:金俊 2018年09月12日 热点话题

  下一次地磁倒转什么时分来

  新闻背景

  近日,海峡两岸迷信家联手在著名学术期刊《美国迷信院院刊》上宣布了一篇论文,经过研讨贵州三星洞内的石笋,他们发现地磁的南、北极可疾速倒转,能够只需求一百多年。这能够会对地球生物圈、卫星通讯设备等形成影响。

  地磁倒转的发现

  在太阳系中,地球是一个十分特别的星球,她外表有少量的液态水,有共同板块结构,有地震、火山,更是有一个全球性的磁场。所谓全球性的磁场,就是说整个地球的地磁场是分歧的,一切中央磁极的指向都是相反的,有着共同的地磁南极和北极。不像火星,磁场是部分的,不同的中央磁极的指向不同。

  由于地磁场的存在,从太阳吹向地球的少量高能射线(太阳风)在接近地球的时分被歪曲转向,阻止太阳风直接接触电离层,使电离层不至于逸散。另一方面,在大气层的顶部,有一些气体分子会发作电离逃逸,比方氧离子和氢离子。而地磁场可以把将要逃逸的离子重新送回电离层,维持大气的波动。

  虽然地磁场摸不着看不见,但是人类应用磁场的工夫很早。在现代中国,就有应用司南和指南鱼指示方向的记载。但是,直到1600年,才由英国著名的物理学家吉尔伯特初次提出,地球自身就是一个宏大的磁铁,有两个磁极,指南针的任务原理就是磁铁之间的吸引,并且正确指出地球外部有一个铁的内核。不过,在随后的数百年里,人们不断以为,地磁场,至多地磁的方向,是不变的,指南针指示的南南方向是恒定的。但后来发现,地磁场是十分不波动的,不论是方向还是强度。

  和其他严重的地质学发现一样,人类对地磁倒转最后的看法来源于对岩石的研讨。在地球的岩石中,或多或少都会含有一局部的铁。在岩浆岩中,当高于某一特定温度时,外面磁性元素铁的磁场会在地磁的作用下定向陈列;当冷却低于这一温度时,岩石就不再受地磁的影响,从而记载下事先地磁场的方向。物质的这一特性是著名的物理学家居里夫人最先发现的,后来人们就把这一特定的温度称为居里点,不同物质的居里点并不相反。在堆积岩中,其中的铁在堆积的进程中,受地磁场作用也会发作重排,从而记载下事先的地磁场方向。

  在1906年,法国地球物理学家布容在研讨法国中南部火山区熔岩及其上面的黏土堆积物的时分,发现岩石记载的磁极和如今的地磁极是相反的,从而揣测地球的磁场能够发作过倒转。在上世纪20年代,日本地质学家松山对日本、朝鲜和中国西南的玄武岩停止了大规模的磁性调查,零碎地研讨了地磁倒转的成绩。但这些研讨在事先并未惹起足够的注重。

  直到上世纪50年代,简单来说,创业有四步:一创意、二技术、三产品、四市场。对于停留在‘创意’阶段的团队,你们的难点不在于找钱,而在于找人。”结合自身微软背景及创业经验。随着地质年代学的开展,迷信家才逐步认识到地磁倒转是一个全球性的成绩,并开端着手运用地磁学处理诸多地质学的成绩。比方,在大洋底的玄武岩中发现了对称的磁异常条带,这是由于从地球深处不时上涌的岩浆向两侧扩展,记载下了事先的古地磁方向,这种条带成为海底扩张的直接证据。时至昔日,地层记载的古地磁方向,依旧是地质学家恢复板块在历史时期的地位以及漂移轨迹的最无力证据。

  未解之谜——地磁场倒转

  地磁学的研讨在解释地球结构方面获得了宏大的成功,但是地磁场为什么会倒转?到目前为止,这个成绩并没有一个让人称心的答案。在2005年,美国著名杂志《迷信》在创刊125年之际,向全世界各范畴的顶尖迷信家咨询意见,提出来125个重要迷信成绩,地磁倒转之谜即为其中之一。

  在过来的8300万年中,地磁场共倒转了183次,而且没有分明的规律,有时分100万年可以倒转五六次,有时分能够只要一次。在恐龙繁盛的白垩纪(侏罗纪后),地磁场波动了4000万年没有发作倒转,这段工夫地磁场的方向和明天是一样的,是迄今为止地层记载中继续最长的地磁波动期。最近的一次倒转发作在78万年以前,并坚持至今。

  地磁场的发生以及倒转能够和地核的形态以及运动有关。地核的深度为2900公里,又可以分为外壳和内核,其中外核为液体,内核为固态。地核的次要组成为铁和镍,另外还有硅、硫等元素,温度在5000摄氏度以上。如今一种比拟盛行的观念以为,地磁场来源于地核的运动。由于地核极度的低温和液态的存在方式,外核物质与热量的对流非常普遍。我们晓得,铁是一种磁性金属,其对流可以形成磁场与电流的互相激起,构成波动的全球性磁场。这被称为地球发电机模型。

  虽然地磁场发生的详细缘由尚有待进一步研讨,但比拟确定的是一定和液态的地核有关。和地球非常相似的月球和火星,由于体积较小、冷却快,地核已完全固化,因此没有全球性的磁场存在。

  实验室实际模仿后果标明,地核的运动是不规律的,发生的磁场会随机转向。但是,这种实验室的模仿后果,能否适用于自然形态,仍有待验证。

  我们如今处于下一次地磁倒转的关口吗?

  很久之前就有人预言,如今地磁场正在削弱,我们也许处在地磁倒转的关口。

  地球磁极的变化,并不是一霎时的事情,普通会继续数千年或数百年的工夫。本次海峡两岸迷信家的研讨后果甚至阐明,地磁场可以在一百多年的工夫内完全转向。依据对地球上历次古地磁倒转的研讨后果,在地磁场倒转时期,会有两种景象,一个是地磁极的疾速挪动,另一个是地磁场强度的削弱。

  后面我们提到,在现代,地磁场就曾经被用来指示方向,但是天文的南方和指南针指示的南方并不是重合的,二者有一个夹角,称为磁偏角,地球上不同地位的磁偏角并不相反。早在宋代,沈括在《梦溪笔谈》中就记载了磁偏角的存在。而且,地磁的北极在也在不时的变化,在20世纪伊始,地磁的北极点位于加拿大北部列岛,如今曾经挪动到了天文北极点左近,正朝着俄罗斯西伯利亚方向运动,100余年间向北挪动了15°(纬大多数人都曾因不佳的交通状况而迟过到、叫过苦。经济的快速发展带动的是社会各方面的全面提升,但在此过程中,交通的发展却没跟得上前进的步幅,各类交通难题让交管部门伤透脑筋,如何利用AI来解决相关难题已成当务之急。度)还要多。不只如此,挪动的速度还不一样,近30年来有减速的趋向。但绝对应的地磁南极变化就比拟小,虽然也在接近天文的南极,但挪动了缺乏5°。在地磁倒转时期,磁极能够会挪动到中低纬度地域,比方处于中国境内,甚至赤道左近。地磁极不时挪动的后果,能够就是地磁极的倒转。

  不只如此,现今地磁场的强度也在不时削弱。自1932年德国著名数学家高斯第一次记载地磁场强度以来,到目前磁场强度曾经下降了大约10%。历史上在地磁倒转时期,地磁场的强度最大能够会下降到如今的5%左右。

  历史上各次地磁倒转大都会随同地磁场强度下降,以及磁极的漂移,但这并不一定都会最终招致地磁倒转,也能够只是地磁场正常的动摇。也许我们如今正处于新一次地磁倒转的关口,也许不是。由于地磁场变化的极度不规律性,迷信家并不能给出精确的预言,目前只是有这种能够性,但要多久才干完全倒转,并不确定。毕竟,这是至多几十万年才会发作一次的事,并没有规律可循。

  延伸阅读

  地磁削弱或倒转对生物圈影响大吗?

  能够有人还记得,在2009年有一部热映的电影《2012》。在这部影片中,2012年地球的地磁场忽然发作倒转,由磁北极忽然变为磁南极,并由此引发一系列灾难,比方辐射加强、通讯中缀等,社会堕入一片混乱。

  虽然电影中地磁倒转的结果很恐惧,但实践上影响并没有那么大。地磁场可以屏蔽外太空射线,可以维持大气波动,为迁移植物导航。但是目前并没有发现生物大灭绝与地磁倒转有分明的对应关系,地磁倒转的次数远大于生物大灭绝的次数。这阐明,地磁倒转对生物影响并没有那么大。

  在地磁极倒转时期地磁场会削弱,但不会消逝,这并不意味着对生物形成消灭性的打击。我们浓重的大气异样可以屏蔽大局部的宇宙射线,而且地磁倒转的工夫也是比拟短的,对大气的影响也很小。但是对依托地磁场来导航的生物的影响并不是非常清楚,也许它们会很快顺应新的磁场。磁场虽然会削弱,但不会消逝,而且也会有益处,比方低纬度地域也可以看到美丽的极光。总体而言,地磁倒转对生物零碎的影响是很无限的,不需求过火担忧。

  不过,地磁场的削弱或许对人类的电力设备有较大的影响。得到地磁场的维护,来自外太空的高能射线可以直接影响卫星,形成通讯中缀,或许形成电力设备损坏或停电,就像太阳黑子迸发的磁暴。

  贾斌