地球有一個行星級的磁場,它可以有效地抵御太陽風以及其他宇宙射線的侵襲,對于地球上包括我們人類在內的眾多生命來講,地球磁場就像是一道天然的屏障,保護著我們免受來自外太空的威脅。 地球的磁場并不是一成不變的,隨著時間的流逝,它也在不斷地發(fā)生變化,借助遍布世界各地的地磁觀測站,以及運行在太空中的人造衛(wèi)星等觀測途徑,現在的我們已經可以了解到地球磁場的變化趨勢。 科學家發(fā)現,近180年以來,地球的磁場強度在整體上一直處于一種下降的趨勢,與180年前相比,全球磁場強度已下降了9%左右,并且仍在持續(xù)下降,觀測數據表明,這一現象并非均勻分布,在地球不同區(qū)域的減弱程度也不同,其中“南大西洋異常區(qū)”(SAA)的磁場強度下降最為顯著,甚至還表現出了磁場分裂的跡象。 我們知道,火星之所以會成為一顆荒蕪的星球,有一個重要的原因就是,在很久很久之前,它就沒有了行星級磁場,那么,如果地球的磁場強度按這樣的速度繼續(xù)下降,地球未來會火星化嗎?下面我們就來聊一下這個話題。 需要知道的是,地殼之中存在著大量的磁性礦物,在地球的演化過程中,它們中的一部分被保存在火山巖、沉積巖之中,這些磁性礦物在冷卻或沉積過程中會被地球磁場磁化,進而記錄下了巖石形成時期的地球磁場信息。 已知古地磁場記錄表明,在大約38億年前,地球就已經擁有全球性的磁場,而在接下來的時間里,地球磁場強度經常會發(fā)生大幅度變化,其中下降幅度最大的現象就是“地磁倒轉”。 顧名思義,所謂“地磁倒轉”,就是指地球的北磁極和南磁極倒過來了,在此過程中,地球的磁場強度先是會不斷下降,當降到一定程度時,磁場強度又會逐漸增強,在“地磁倒轉”完成之后,磁場強度最終會恢復到正常水平。 根據已知古地磁場記錄,在過去幾十億年里,“地磁倒轉”事件已經發(fā)生了數百次,其中距今最近的一次,發(fā)生于大約78萬年前,這被稱為“松山-布容倒轉”(Brunhes–Matuyama reversal)。 然而迄今為止,我們并沒有發(fā)現任何證據能夠表明這些事件在地球上引發(fā)了大規(guī)模的生物滅絕,為什么會這樣呢? 為了找到這個問題的答案,科學家利用已知的古地磁場記錄對“松山-布容倒轉”事件進行了計算機模擬,模擬結果表明,在此次事件中,全球磁場強度確實出現了大幅下降,但即使是在強度最低的時候,地球磁層的頂部與地球表面的距離仍然相當于地球半徑的3倍左右,作為對比,現代地球磁層的頂部與地球表面的距離大約為5至7萬公里。 所以一個合理的推測就是,“地磁倒轉”事件之所以沒有引發(fā)大規(guī)模的生物滅絕,應該就是因為在這些事件中,地球磁場并沒有完全消失,它依然會起到一定的保護作用。 也就是說,在過去的日子里,就算是地球磁場強度下降幅度最大的“地磁倒轉”事件,也不會對地球上的生命產生嚴重影響,所以如果這樣的事件再發(fā)生一次,也不會對地球上包括我們人類在內的眾多生命造成多大的威脅。 更重要的是,我們并不能確定當前發(fā)現的全球磁場強度下降,就是“地磁倒轉”的“前奏”。 有研究表明,從過去的9000年的古地磁場記錄(如上圖所示)可以推測出,當前發(fā)現的全球磁場強度下降應該只是一種在過去反復出現的現象,這并不意味著即將發(fā)生“地磁倒轉”,按照以往的規(guī)律來看,此次全球磁場強度下降并不會持續(xù)多長時間,預計在大約300年之后,這種趨勢就會停止,而前文提到的“南大西洋異常區(qū)”也會消失。 綜上所述,幾十億年以來,盡管地球磁場一直在變化,甚至還會出現“地磁倒轉”這樣的極端情況,但從整體上來講,地球磁場從未消失,它一直在默默地保護著地球上的眾多生命。 關于地球磁場的產生機制,目前有多種理論,這些理論幾乎都是基于一個事實,那就是地球有一個熾熱的核心。 所以我們可以樂觀地認為,在地球核心冷卻之前,地球的磁場都不會消失,地球也不會火星化。而根據科學家的推測,即使是最壞的情況,地球核心的冷卻,也是好幾億年之后的事情,所以現在的我們不必為此太過擔心。 可以想象的是,在幾億年后,人類的科技水平應該已經高度發(fā)達,可以輕松解決地核冷卻的問題。 |
|