我們生活的地球是一個巨大的磁體,因地球本身的磁性而在其周圍形成的磁場叫做地磁場。地磁北極(N)處于地理南極附近,地磁南極(S)處于地理北極附近。地磁南北極與地理位置南北極并不完全重合,存在磁偏角。不過,地磁場的南北極不是固定不變的,而是一直在神秘地移動著。
地磁場的存在對地球生物有著極其特殊的保護作用。我們知道,飄浮在太空中的地球時時刻刻經(jīng)受著宇宙中各種射線、粒子的轟擊,其中太陽就是最主要的一個源頭。太陽輻射中的粒子流像風兒一樣,綿延不絕地吹向地球,當太陽耀斑爆發(fā)時,數(shù)十分鐘內(nèi)釋放的能量相當于20 億顆100 億噸級的原子彈爆炸。如果沒有地磁場的遮擋,太陽的各種高強度輻射將徑直沖到地表,其危害程度絕不小于核電站泄漏事故所造成的傷害。
20世紀初期,科學(xué)家在研究了生物化石后,發(fā)現(xiàn)地磁場會換向、消失和恢復(fù)。地磁場反轉(zhuǎn)對生物的影響是非常嚴重的。一次地磁場反轉(zhuǎn),會有幾十種低等生物滅絕。一些學(xué)者通過考察指出,400萬年以來,地球磁場經(jīng)歷過“第一反轉(zhuǎn)期”,約70 萬年~240 萬年,直到240 萬年前~230 萬年前的高斯時期才恢復(fù)正常。從70 萬年前到現(xiàn)在,地磁場隨著地球的自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn),每時每刻都在發(fā)生偏移,每年以15 伽馬~20 伽馬的速度減弱,目前尚存4 萬伽馬磁場,大約在公元4000年,地磁強度將等于零。
一旦地磁場消失,地球上的居民就會面臨難以抵御的種種威脅。因為磁性層將人類與宇宙中最危險的帶電粒子隔離起來,好似地球的保護罩。一旦失去這一保護罩,蔬菜谷物都會因受到0.3 微米波長的強紫外線輻射而減產(chǎn),植物的光合作用就會減弱,海洋藻類、魚類將大批死亡。更嚴重的是,人類將因強紫外線輻射而患上皮膚癌,生物將因染色體變化而發(fā)生遺傳性疾病,某些生物,包括高級智能生命,將面臨滅頂之災(zāi)。
霍普古德等人則提出關(guān)于磁極移動的假說,認為在過去的10萬年中,地球磁極曾發(fā)生過3次移動,第一次是北極從加拿大西北的育空地區(qū)移至格陵蘭海;第二次是從格陵蘭海移至哈德遜灣;第三次是從哈德遜灣移至目前這個位置。
研究表明,地磁場平均每20萬年翻轉(zhuǎn)一次,一些地質(zhì)學(xué)家認為最新的地磁翻轉(zhuǎn)已經(jīng)遲到了,因為前一次地磁翻轉(zhuǎn)發(fā)生的時間是在78萬年前。但即便真的發(fā)生了超快速地磁倒轉(zhuǎn),地球上的大部分人也根本不會注意到。科學(xué)家們對于為何會發(fā)生地磁倒轉(zhuǎn)仍然感到非常困惑,但是許多科學(xué)家認為這應(yīng)當和外地核內(nèi)發(fā)生的對流作用有關(guān)。
關(guān)于地磁倒轉(zhuǎn)過程中磁場強弱變化的規(guī)律,有人說磁場強度先減弱至零,再反向增強;也有人說兩個磁極漂移,互換位置,磁場強度只會變化,但不會消失??茖W(xué)家們普遍認為,造成地磁倒轉(zhuǎn)的原因,是液態(tài)地核內(nèi)環(huán)流物質(zhì)運動的速度和方向發(fā)生了變化。液態(tài)地核起初朝著某個方向做旋渦運動,越來越快,然后越來越慢,直至做短時間的停頓;此后又朝著另一個方向做旋渦運動,越來越快,再越來越慢,再停頓;然后恢復(fù)原來的方向。地核內(nèi)的液態(tài)物質(zhì)為什么會改變運動方向,旋渦的速度為什么會改變,又為什么沒有確定的時間規(guī)律?對這些問題,現(xiàn)在還沒有公認的答案。