同主題-科苑特快-論「世界末日」之磁極互換

2012的預言 瑪雅曆法的預言傳說，我們所生存的世界，共有五次毀滅和重生的周期。即所謂的五個「太陽紀」。現在正處在第四個「太陽紀」時期，而2012年12月21日年將是「第五太陽紀」的開始，是本次人類文明終結之日。此後，人類將進入一個全新的文明。末日論者對此引申說，每一紀結束時，我們生存的家園都會上演一出驚心動魄的毀滅悲劇，而2012年12月22日的黎明將永遠不會到來。近年來，又有地震、海嘯、火山等較大規模地質災害，所以更有人藉此高呼，2012年世界末日即將來臨。末日論者甚囂塵上的預言主要有四點，即磁極互換、天體重疊、行星撞擊和太陽風暴。而「地球磁極互換」是關於地球如何毀滅的最流行的說法。據說一旦如此地球就會南北地理極顛倒，改變自轉方向，引發地殼劇烈運動。電影《2012》就借鑒了這一說法。那麼，磁極互轉到底有多厲害？會不會預示著世界末日的來臨呢？ 地球磁極互換 在地磁學中，「地球磁極互換」的專業術語稱作地磁場倒轉。地球磁場的外形就像是一個置於地心的條形磁鐵沿地理軸擺放所產生的磁場分布一樣。其與地理軸具有11度左右的夾角，磁力線近似從南極穿出，從北極穿入形成一個閉合迴路。地磁場已經存在了35億年以上的時間，在這漫長的地質歷史時期中，地球磁場發生了無數次的倒轉。僅在過去的7800萬年中，就出現了171次倒轉。地磁場倒轉的平均時間約為30萬年，如果我們把地球的年齡看作是一歲的話，磁場則平均每半小時就倒轉一次。所以，對於地球來說，磁極倒轉現象實屬正常。為什麼地磁場會發生倒轉呢？科學家的答案出乎意料：因為地磁場可以倒轉！在物理學家寫出的地磁場模型方程式中，無論將正向的磁場還是反向的磁場代入，得出的結果都是等效的。並且由於地磁場一直是變化的，所以它有不斷降低到最小，直至重新由正向或是反向增加的可能性。磁極倒轉的時候，地磁場本身會發生什麼變化呢？一般情況下，地磁場逐漸減弱需要幾千年的時間。在其方向改變之前，所需的時間會變得更短。接著，倒轉的磁場強度逐漸增加，又會經歷幾千年的時間。當然，任何事情都有例外。科學家曾通過觀察熔岩內部磁性晶體的磁場模式，發現1500萬年以前，地球南北磁極曾經在一年裡翻轉了53度。這意味著地球南北磁極曾在4年的時間裡就完成了翻轉。不過這只是極端特殊的情況。 磁極倒轉可以預測嗎？科學家對倒轉時間的統計做了大量的工作，目前最可信的結論仍然是認為地磁倒轉頻率是隨機的、無規律可言的。 地磁場與生命 地磁場對於生命如同陽光、空氣、水一樣不可或缺。地球的磁場的磁力線將地球和大氣層包裹起來，使地球和生命免遭太陽風和高能宇宙射線的輻射。並因此束縛了大氣層和臭氧，使它們免於被高能粒子流剝離而散失。如果沒有地磁場，或者說地磁場極度的削弱，會使蜜蜂、鴿子、細菌、大馬哈魚、鯨魚、蠑螈和其他一些依賴地磁場導航的生物會因迷失方向而直接面臨生存危機。更多的太陽風和高能宇宙射線會到達地球，帶電粒子會摧毀地球上的電網、通訊系統和導航系統。它們會襲擊大氣層，破壞臭氧，使地球上的生命暴露在高能粒子和紫外輻射之中。最終使大氣層被剝離，生物滅絕。地球就會變成像火星那樣，成為一顆被太陽灼燒的死星。所以，地磁場是生命存在和延續不可或缺的條件之一。 地磁場會減弱甚至消失嗎?已有的科學數據證明，地球磁場自產生之日起，還沒有消失過。磁場一直被鐵質的液態外核發電機維持著。地磁場的強度和方向一直是在變化的，因此有增加的時候，也有衰減的時候。地磁場變化最明顯的階段發生在地磁場倒轉時期。這一時期，磁極不再分布於地理極附近，強度也快速衰減(可以衰減到變化前的四分之一大小)。弱的磁場使得磁層屏蔽作用的減弱，意味著更多的宇宙射線會到達地表。我們會因此觀察到更多的極光活動。隨著大氣層地磁活動的增加，電子通訊設備會受到很受到更大的擾亂。但是我們對不同的地磁場對磁層的作用還知之甚少，也可能一個很弱的場就會產生一個屏蔽作用。最近一次磁場倒轉大約發生在78萬年前，相比於30萬年的倒轉平均周期。這一次的倒轉看似推遲了。而且近150年來，地球磁場的強度連續減弱了10%-15%，這使得更多來自太陽的高能粒子能夠輕而易舉地穿透地磁保護層「襲擊」某些人造衛星。因此有人認為，如果按照這個速度衰減下去，地磁場會在兩千年後徹底消失。但是縱觀地磁場變化的歷史，磁場強度的波動現象(一般是千年、萬年尺度)屢見不鮮，如果將這150年的地磁場衰減繪入地磁場的時間變化圖中，那是再普通不過的數據。因此，認為地磁場會單調地衰減下去也是不妥的。並且，在地質歷史時期，地磁場最長曾經穩定地保持了4000多萬年而不發生倒轉，因此現在的78萬年不發生倒轉的情況，依然只是一個正常現象。我們並沒有完全排除倒轉發生的可能性。但是，在過去的磁場倒轉期間，部分削弱了的地磁場只會使得部分通過地磁場進行導航的物種滅絕（但主要是一些通過地磁場辨別向上和向下的單細胞生物）。而人類已經經歷了很多地磁漂移和少數地磁倒轉，所以我們很可能會毫髮無傷的度過磁場倒轉。 「世界末日」的論證 科學是運用範疇、定理、定律等思維形式反映客觀世界各種現象的本質和規律的知識體系。她並不一定能夠給出百分之百確信的答案，但是她的結論總是可以接受反覆檢驗的，是具備嚴謹的邏輯性的，是可以被信任的。地磁場對生命來說是必不可少的。地磁場倒轉的可能性仍然還是未知的。但地磁場倒轉並沒有將磁場大小降低為零，並且可能一個很弱的地磁場就可以維持生命存在和繁衍的條件。研究表明，地磁場倒轉與生物滅絕事件並沒有直接的相關性，而人類以及其它很多生命自誕生以來都曾經歷過地磁場倒轉事件，所以地磁場倒轉對生命的影響可能是很有限的。科學上講，2012年所謂的「四大預言」只有一點能部分性地成立。所謂的天體重疊和行星撞擊根本就是子虛烏有，地磁場很可能規規矩矩，只有每11年一次的太陽風暴是可信的。周期性的太陽風暴會對電力設備造成一定破壞，但是由於地磁場和臭氧層的保護，人類仍然可以平安度過新世紀第二個龍年。 結語傳說中，即便是瑪雅人的長曆法也只是說2012年12月21日將是本次人類文明終結之日。但這個終結並非另一個世界末日，而是暗示全人類在精神和意識方面的覺醒和飛躍。2012年對應的是曆法周而復始紀年的一個周期的末尾，就像我們每個周末結束，下一個周一又要開始的道理是一樣的。所以，即使神話里也沒有所謂的四大預言，那只是末日論者和悲觀主義者蠱惑人心的言論罷了，我們更不必為此恐慌。 事實上，地震、火山、地磁倒轉等現象的存在，就像新陳代謝對於人體的作用一樣，恰恰說明了地球是一個年輕而富有活力的天體。而多彩的生命依舊會在這個健康的星球上長盛不衰地繁衍下去。
推薦閱讀：