地球翻轉之日：磁南極變成磁北極對人類有什麼影響？
近年來，科學家不斷預測稱地球磁場將加速翻轉，磁南極變成磁北極，磁北極變成磁南極。磁極翻轉將造成災難性後果，給地球上的電網帶來浩劫，造成數萬億美元經濟損失，同時讓地表生物暴露在更高的太陽輻射下。
地磁場藝術概念圖
地球磁北極出現嚴重異常，科學家需要更新4年前公布的全球磁場模型。這難道是地球磁極不久後發生翻轉的跡象？最新版全球地磁模型將在不早於1月30日公布，比原計劃晚了大約兩周。《自然》雜誌的一份報告指出，推遲發布的原因在於白宮停擺。
地球磁北極正「逃離」加拿大北極圈並朝著西伯利亞移動。這一始料不及的變化讓科學家陷入震驚。科羅拉多大學博爾德分校地磁學家阿諾德·胡利亞特表示2015年版本的有效性只能維持到2020年。值得一提的是，胡利亞特還在美國國家海洋與大氣管理局的國家環境信息中心就職。
地球磁場保護我們免遭危險的太陽輻射侵襲
磁極移動並非一件新鮮事。英國地質調查局地質學家塞倫·貝甘在接受太空網的電郵採訪時指出，1580年以來的倫敦和巴黎記錄顯示磁北極環繞北自轉極的運動，在幾百年或者更長時間內一直處於異常狀態。郵件中，貝甘引用了1981年倫敦皇家學會《自然科學會報》公布的一項研究。
但真正引起科學家關注的並非異常運動本身，而是磁北極移動加速。上世紀90年代中期，磁北極的移動突然加速，從每年9英里（約合15公里）提升至34英里（約合55公里）。到了2018年，磁北極已經衝破國際日界線，進入東半球。
有科學家稱地球磁極可能在幾百年後發生翻轉
磁北極的異常活動主要由地球的液態鐵外核（也被稱之為「地核磁場」）導致。2015年有關全球地磁模型的報告指出，其它因素也會影響磁北極的活動，包括地殼和上地幔的磁性礦物（尤其是對本地磁場）以及海水穿過環境磁場時形成的電流。
貝甘表示：「我們更新地磁地圖的一個原因在於，歐洲航天局在2013年發射了一系列高精度磁場觀測衛星。這些衛星為我們提供了高質量數據，允許我們繪製出更準確的磁場地圖，每6到12個月便可更新一次。我們注意到全球地磁模型並不適用於磁北極周圍的高緯度地區，方格磁角的平均誤差超過1度。這促使我們認真審核當前的版本，以確定是否發布更新版。」
地球磁場藝術概念圖
除了磁極移動，地核磁場似乎也在減弱，這或許是地球磁場翻轉的跡象。華盛頓大學地球與空間學名譽教授羅納德·梅里爾在接受《生活科學》雜誌採訪時表示，為了進一步了解磁場如何翻轉，科學家需要了解地核磁場的運轉機制。
梅里爾稱我們可以將地核磁場想像成一個穿過地球中央的條形磁鐵，一端是北極，一端是南極。這塊磁鐵的磁性極強，佔到地面磁場強度的75%。梅里爾並沒有參與新版全球地磁模型的研究工作。
磁場保護地球免遭太陽輻射侵襲
梅里爾指出條形磁鐵並不是一個完美模型——地球的磁場由電流產生——但這個模型便於我們理解地球磁場的活動。這個「條形磁鐵」不僅處於移動狀態，同時還不斷減弱，平均每100年減弱7%。餘下的25%由另一個磁場產生，你可以將它想像成另一塊移動的條形磁鐵。隨著中央「條形磁鐵」的強度減弱，第二個磁場對地球的全球磁性產生更大影響。梅里爾說：「這導致這個磁場朝著西伯利亞方向移動。」
地球磁場能夠讓帶電粒子發生偏移，進而保護我們免遭太陽風侵襲
地球的北極和南極周期性翻轉，上一次翻轉是在大約78萬年前。貝甘表示大約4.1萬年前南北極也一度快速減弱，但從未完全翻轉。《美國國家科學院院刊》2018年公布的一項研究指出，地球磁場在翻轉前減弱。
雖然磁場翻轉仍要等待數千年之久，但這種翻轉將對技術設備產生重大影響。磁場減弱會削弱地球抵禦太陽風和宇宙射線的能力，前者是太陽噴射的高能粒子流，後者是來自深空的輻射。德國地球科學研究中心地磁演化研究團隊負責人莫妮卡·科特表示，磁場活動異常將導致指南針無法正常工作，同時干擾用於監測天氣或傳輸通訊信號的衛星。
地磁場藝術概念圖
科特在接受太空網採訪時指出：「雖然磁場減弱意味著輻射水平提高和防護能力削弱，但大氣層仍可以為地表提供足夠保護，人類和動物不會受到很大影響。不過，隨著太陽進入活躍期，我們將迎來猛烈的太陽風暴和地磁暴，進而加劇地球受到的侵害。衛星的正常運轉將中斷或者遭到破壞，遠程飛機和國際空間站的輻射劑量提高，通訊和GPS信號也將出現異常。」
磁極翻轉示意圖
科特表示在發布新版全球地磁模型後，對地磁場的監測仍將繼續，主要藉助歐航局的衛星群。她指出監測磁北極的方位是一項不小挑戰，因為磁北極處在偏遠地區。此外，對地球磁場的測量受到各種磁場源的影響，例如地球大氣層（電離層和磁氣圈）中的磁場。「一切取決於未來的磁場變化，而這是我們無法預測的。」科特指出如果新版模型失效，科學家需要再次更新。貝甘表示在2019年更新全球地磁模型後，科學家可能在2020年初再度更新模型。
博科園-科學科普｜文: 伊麗莎白·霍維爾
轉自: 漫步宇宙/qqtaikong博科園-傳遞宇宙科學之美
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