在過(guò)去的200年時(shí)間內(nèi)，地球磁場(chǎng)已經(jīng)出現(xiàn)了幅度為15%的減退，隨著時(shí)間推移，地球磁場(chǎng)還會(huì)繼續(xù)衰減。科學(xué)家擔(dān)憂，地球磁場(chǎng)的快速減退將最終導(dǎo)致磁極出現(xiàn)反轉(zhuǎn)現(xiàn)象，如果地球磁場(chǎng)出現(xiàn)磁極反轉(zhuǎn)，將會(huì)使地球上的生物暴露于災(zāi)難性的空間輻射當(dāng)中。
地球磁場(chǎng)是地球周圍空間分布的磁場(chǎng)
歐洲航天局研究發(fā)現(xiàn)，地球磁場(chǎng)在很大程度上是由地球內(nèi)部深達(dá)3000千米的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)形成的。地核邊緣外層存在著融化的鐵，鐵流運(yùn)動(dòng)形成了地球的磁場(chǎng)。除此以外，圍繞地球運(yùn)行的、存在于太空中的電流也有助于地球磁場(chǎng)的形成。
地球磁場(chǎng)是地球周圍空間分布的磁場(chǎng)。它的磁南極大致指向地理北極附近，磁北極大致指向地理南極附近。磁力線分布特點(diǎn)是赤道附近磁場(chǎng)的方向是水平的，兩極附近則與地表垂直。赤道處磁場(chǎng)最弱，兩極最強(qiáng)。地球表面的磁場(chǎng)受到各種因素的影響而隨時(shí)間發(fā)生變化。
地球核心物質(zhì)受到的壓力較大，溫度也較高，約6000°C，內(nèi)部有大量的鐵磁質(zhì)元素，物質(zhì)變成帶電量不等的離子體，即原子中的電子克服原子核的引力，變成自由電子，加上由于地核中物質(zhì)受著巨大的壓力作用，自由電子趨于朝壓力較低的地幔，使地核處于帶正電狀態(tài)，地幔附近處于帶負(fù)電狀態(tài)，情況就象是一個(gè)巨大的“原子”。
科學(xué)家認(rèn)為，由于地核的體積極大，溫度和壓力又相對(duì)較高，使地層的導(dǎo)電率極高，使得電流就如同存在于沒(méi)有電阻的線圈中，可以永不消失地在其中流動(dòng)，這使地球形成了一個(gè)磁場(chǎng)強(qiáng)度較穩(wěn)定的南北磁極。另外，電子的分布位置并不是固定不變的，并會(huì)因許多的因素影響下會(huì)發(fā)生變化，再加上太陽(yáng)和月亮的引力作用，地核的自轉(zhuǎn)與地殼和地幔并不同步，這會(huì)產(chǎn)生一強(qiáng)大的交變電磁場(chǎng)，地球磁場(chǎng)的南北磁極因而會(huì)發(fā)生一種低速運(yùn)動(dòng)，造成地球的南北磁極翻轉(zhuǎn)。
強(qiáng)烈的宇宙射線激烈撞擊地球附近的宇宙空間
在過(guò)去的200年時(shí)間內(nèi)，地球磁場(chǎng)已經(jīng)出現(xiàn)了幅度為15%的減退，隨著時(shí)間推移，地球磁場(chǎng)還會(huì)繼續(xù)衰減?？茖W(xué)家擔(dān)憂，地球磁場(chǎng)的快速減退將最終導(dǎo)致磁極出現(xiàn)反轉(zhuǎn)現(xiàn)象，如果地球磁場(chǎng)出現(xiàn)磁極反轉(zhuǎn)，將會(huì)使地球上的生物暴露于災(zāi)難性的空間輻射當(dāng)中。
以上科學(xué)觀察發(fā)現(xiàn)是由歐洲航天局的科學(xué)家經(jīng)過(guò)研究做出的。如果按照當(dāng)前的地球磁場(chǎng)衰減速率估計(jì)，接下來(lái)的2000年時(shí)間內(nèi)，隨時(shí)都有可能會(huì)出現(xiàn)磁極反轉(zhuǎn)現(xiàn)象。按照目前的觀測(cè)結(jié)果，地球磁極正在按照5%的幅度發(fā)生著位置變化。地球磁極位移并非什么新現(xiàn)象。磁極反轉(zhuǎn)在地球形成之后已經(jīng)發(fā)生過(guò)很多次了。大約在78萬(wàn)年前，地球發(fā)生了有史以來(lái)的、距離人類最近的一次磁極位反轉(zhuǎn)現(xiàn)象，下一次反轉(zhuǎn)也正處在即將發(fā)生的過(guò)程當(dāng)中。
據(jù)歐洲航天局估計(jì)，地球磁場(chǎng)在一般情況下，每20-30萬(wàn)年會(huì)出現(xiàn)一次反轉(zhuǎn)現(xiàn)象。這一現(xiàn)象發(fā)生時(shí)，地球的磁極會(huì)出現(xiàn)一次徹底的反轉(zhuǎn)。南極和北極的位置會(huì)相互翻轉(zhuǎn)。這種翻轉(zhuǎn)現(xiàn)象是暫時(shí)的，不是永恒的，經(jīng)過(guò)一段時(shí)期之后，地球磁極會(huì)恢復(fù)原來(lái)的位置。但是，磁極反轉(zhuǎn)導(dǎo)致的結(jié)果可能具有嚴(yán)重的破壞性。
地球磁極為什么會(huì)出現(xiàn)反轉(zhuǎn)現(xiàn)象？
根據(jù)地磁場(chǎng)起源理論，地磁場(chǎng)磁極之所以發(fā)生倒轉(zhuǎn)，是由地核自轉(zhuǎn)角速度發(fā)生變化而引起的。地殼和地核的自轉(zhuǎn)速度是不同步的，現(xiàn)階段地核的自轉(zhuǎn)速度大于地殼的自轉(zhuǎn)速度。然而，40億年前，情況卻不是這樣，那時(shí)地球表面呈熔融狀態(tài)，月球也剛剛被俘獲，地球從里到外的自轉(zhuǎn)速度是一致的，地球表面不存在磁場(chǎng)。
但是，隨著地球向月球傳輸角動(dòng)量，地球的自轉(zhuǎn)角速度越來(lái)越小。同時(shí)，地球也漸漸形成了地殼、地幔和地核三層結(jié)構(gòu)。地球自轉(zhuǎn)角動(dòng)量的變化首先反映在地殼上，出現(xiàn)了地殼自轉(zhuǎn)速度小于地核自轉(zhuǎn)速度的情形。這時(shí)，在地球表面第一次可以感受到磁場(chǎng)的存在，地核以大于地殼的自轉(zhuǎn)速度形成了地磁場(chǎng)。按照左手定則，磁場(chǎng)的N極在地理南極附近，磁場(chǎng)的S極在地理北極附近。
地殼與地核自轉(zhuǎn)角速度不同步，這種情形并不能長(zhǎng)久地保持下去，地核必然通過(guò)地幔軟流層物質(zhì)向地殼傳輸角動(dòng)量，其結(jié)果是地核的自轉(zhuǎn)角速度逐漸減小，地殼的自轉(zhuǎn)角速度逐漸增大。當(dāng)?shù)貧づc地核的自轉(zhuǎn)角速度此增彼減而最終一致時(shí)，地磁場(chǎng)就會(huì)在地球表面消失。地核與地殼間的角動(dòng)量傳輸并不會(huì)到此為止，在慣性的作用下，地殼的自轉(zhuǎn)角速度還在繼續(xù)增大，地核的自轉(zhuǎn)角速度繼續(xù)減小，于是出現(xiàn)了地殼自轉(zhuǎn)角速度大于地核自轉(zhuǎn)角速度的情形。這時(shí)，在地球表面就會(huì)感受到來(lái)自地核逆地球自轉(zhuǎn)方向的旋轉(zhuǎn)質(zhì)量場(chǎng)效應(yīng)。按照左手定則判斷，新形成的地磁場(chǎng)的N極在地理北極附近，S極在地理南極附近。
從較長(zhǎng)的時(shí)期看，整個(gè)地球的自轉(zhuǎn)速度處在減速狀態(tài)，但地殼與地核間的相對(duì)速度卻是呈周期性變化的，這就是每隔一段時(shí)間地球磁場(chǎng)就要發(fā)生一次倒轉(zhuǎn)的原因。
地球的固態(tài)鐵內(nèi)核大致和月球一樣大，它被液態(tài)的外核，一種鐵合金所包圍。對(duì)流驅(qū)動(dòng)外核運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生地磁場(chǎng)。
磁極反轉(zhuǎn)會(huì)引發(fā)嚴(yán)重的氣候變化、會(huì)導(dǎo)致大規(guī)模的電網(wǎng)故障。地球磁極反轉(zhuǎn)還會(huì)弱化覆蓋整個(gè)地球的磁場(chǎng)強(qiáng)度。地球磁場(chǎng)強(qiáng)度減弱之后，有害的太陽(yáng)風(fēng)會(huì)隨著電磁輻射沖擊地球表面。與大眾的看法相反，地球擁有四個(gè)極點(diǎn)、而非兩個(gè)極點(diǎn)。其中兩個(gè)是地理上的南極極點(diǎn)和北極極點(diǎn)。另外兩個(gè)極點(diǎn)是由地核形成的。這兩個(gè)極點(diǎn)被稱為地磁極點(diǎn)。地核及金屬物質(zhì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生地磁極點(diǎn)及地球磁場(chǎng)，地球磁場(chǎng)能夠在地球表面之外向太空延伸，深入太空的幅度可達(dá)6.37萬(wàn)千米。
太陽(yáng)活動(dòng)及太陽(yáng)表面爆發(fā)會(huì)對(duì)地球造成影響，地球磁場(chǎng)對(duì)地球起到保護(hù)作用
歐洲航天局研究發(fā)現(xiàn)，地球磁場(chǎng)在很大程度上是由地球內(nèi)部深達(dá)3000千米的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)形成的。地核邊緣外層存在著融化的鐵，鐵流運(yùn)動(dòng)形成了地球的磁場(chǎng)。除此以外，圍繞地球運(yùn)行的、存在于太空中的電流也幫助形成了地球磁場(chǎng)。巖石圈上層區(qū)域的巖石對(duì)地球磁場(chǎng)的形成也有一部分的貢獻(xiàn)?？茖W(xué)家經(jīng)過(guò)對(duì)地球磁極的研究發(fā)現(xiàn)，地球磁極的逐步位移給大西洋南部海域上空的衛(wèi)星造成了極為嚴(yán)重的影響，地球磁極位移使得帶電粒子能夠穿過(guò)地球磁場(chǎng)屏蔽，進(jìn)入地球的大氣層上層區(qū)域。
太陽(yáng)表面的強(qiáng)烈太陽(yáng)耀斑，能夠?qū)Φ厍虻臒o(wú)線電通信造成干擾。
地球磁極反轉(zhuǎn)將使得有害的太陽(yáng)輻射轟擊地球表面、導(dǎo)致大規(guī)模電力系統(tǒng)故障的發(fā)生、引發(fā)嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，最終將導(dǎo)致嚴(yán)重的災(zāi)害。這種翻轉(zhuǎn)還將影響環(huán)繞地球運(yùn)行的人造衛(wèi)星，導(dǎo)致衛(wèi)星通信發(fā)生障礙。
英國(guó)蘭卡斯特大學(xué)太空科學(xué)家吉姆·維爾德表示：“地球擁有一個(gè)雙層防護(hù)罩。太空充滿能夠?qū)ι锝M織造成嚴(yán)重傷害的物質(zhì)。如果地球沒(méi)有大氣層，這些有害物質(zhì)就會(huì)擊中我們。地球磁場(chǎng)保護(hù)大氣層免遭太陽(yáng)風(fēng)的傷害?！?/p>
英國(guó)地質(zhì)調(diào)查局說(shuō)，一些推測(cè)性研究顯示，地球磁場(chǎng)變?nèi)鯐r(shí)，人們就會(huì)看到大氣對(duì)流層的云層覆蓋度增加以及兩極臭氧洞變大。這在北半球會(huì)特別明顯。臭氧洞區(qū)域內(nèi)的臭氧可能會(huì)損失40%，這遠(yuǎn)大于目前發(fā)生的臭氧量損失量。南大西洋異常區(qū)變得越來(lái)越大，已經(jīng)成為一個(gè)不容忽視的問(wèn)題。在該地區(qū)上空飛行的衛(wèi)星比在其他地方遇到的問(wèn)題更多。天體物理學(xué)探測(cè)衛(wèi)星飛行到這個(gè)位置時(shí)被迫關(guān)閉?！?/p>
美國(guó)宇航局磁層科學(xué)家莫娜·凱塞爾博士表示：“非常強(qiáng)的帶電粒子可能對(duì)衛(wèi)星和宇航員造成不利影響?！?/p>
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