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正在不断减弱的地球磁场最终会消失吗?

  10月5日消息,据国外媒体报道,如果地磁场消失,会对地球有什么影响?答案是:不会很好,但也不会像灾难片描述的那么糟糕。

  地球的磁场称为地磁场,源于地球内部,向外延伸至太空。这个磁场由地核的剧烈运动产生,对我们的日常生活有非常重要的意义:它保护了地球免受太阳粒子的影响,为导航提供了基础,甚至可能在地球生命演化中发挥了重要作用。

  那么,如果地磁场突然消失会如何?无数的带电太阳粒子将会轰击地球,使电网和卫星失灵,并使人类暴露在更高水平的致癌紫外线辐射下。换句话说,地磁场缺失将会带来严重的问题,但不一定是灾难性的后果,至少在短期内是这样。

  这其实是个好消息,因为一个多世纪以来,地磁场一直在减弱。即使是现在,也有一些地磁特别薄弱的区域,比如南半球的南大西洋异常区(South Atlantic Anomaly),导致该区域上空的低轨道卫星会受到粒子影响而出现技术问题。

  关于地磁场,首先要了解的是,即使减弱,它也不会消失,至少在几十亿年内不会消失。地磁场的形成源于地核外核中熔融铁、镍的对流运动。美国罗彻斯特大学的地球物理学家约翰·塔都诺(John Tarduno)表示,随着地核的增长和固化,地核内部释放的热量推动了这一对流运动,进而产生电流,从而形成地磁场。据估计,地核每年大约增长一毫米。

  这种关于地磁场形成的理论,被称为发电机理论,而地核作为磁场的“引擎”,已经运行了数十亿年。根据2015年的一项研究,科学家认为,目前的地核结构可能在大约15亿年前就已经稳定下来,当时的磁场强度出现了飞跃。但是,塔都诺和他的团队在地球上最古老的矿物锆石中发现了磁场存在的证据,并且可以追溯到42亿年以前。这表明,地核活动在很长一段时间内一直在产生磁场。

  塔都诺在接受采访时表示,目前还不清楚这台“发电机”启动的原因,但很可能是导致月球形成的那次大规模行星撞击造成的。这次撞击发生在地球形成后大约1亿年时,可能促使地核中发生物质分层,进而导致了对流运动,至今仍驱动着地磁“发电机”。

  在遥远的未来,地核很可能最终会变得足够大,以至于外核的对流运动不足以产生电流,磁场也会最终失效。但这种情况太遥远了,也许还需要几十亿年的时间,现在还不值得为此而失眠。

  不断减弱的地磁场

  与人类生活更相关的是,地磁场正在减弱。在过去的160年里,科学家们一直在用地磁观测站和卫星直接测量这种减弱趋势。160年以前,地磁场是否已经开始减弱,以及未来会发生怎样的变化,目前都不明朗。塔都诺表示,目前的地磁场大约有80%为偶极子磁场。这意味着地磁场更多地是像一块条形磁铁。如果你能把铁屑洒在地球周围(这里需要除去太阳风的影响),由此产生的磁场线将呈现出明确的北极和南极。但是,还有20%的地磁场是非偶极子磁场,这意味着地磁场比条形磁铁更复杂,会出现局部的变化。

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