在地球周?chē)?，一個(gè)看不見(jiàn)的磁場(chǎng)正不斷地捕獲電子和其他帶電粒子，使得阻擋紫外線(xiàn)的臭氧層不致消失

　　10月5日消息，據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道，如果地磁場(chǎng)消失，會(huì)對(duì)地球有什么影響?答案是：不會(huì)很好，但也不會(huì)像災(zāi)難片描述的那么糟糕。

　　地球的磁場(chǎng)稱(chēng)為地磁場(chǎng)，源于地球內(nèi)部，向外延伸至太空。這個(gè)磁場(chǎng)由地核的劇烈運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生，對(duì)我們的日常生活有非常重要的意義：它保護(hù)了地球免受太陽(yáng)粒子的影響，為導(dǎo)航提供了基礎(chǔ)，甚至可能在地球生命演化中發(fā)揮了重要作用。

　　那么，如果地磁場(chǎng)突然消失會(huì)如何?無(wú)數(shù)的帶電太陽(yáng)粒子將會(huì)轟擊地球，使電網(wǎng)和衛(wèi)星失靈，并使人類(lèi)暴露在更高水平的致癌紫外線(xiàn)輻射下。換句話(huà)說(shuō)，地磁場(chǎng)缺失將會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重的問(wèn)題，但不一定是災(zāi)難性的后果，至少在短期內(nèi)是這樣。

　　這其實(shí)是個(gè)好消息，因?yàn)橐粋€(gè)多世紀(jì)以來(lái)，地磁場(chǎng)一直在減弱。即使是現(xiàn)在，也有一些地磁特別薄弱的區(qū)域，比如南半球的南大西洋異常區(qū)(South Atlantic Anomaly)，導(dǎo)致該區(qū)域上空的低軌道衛(wèi)星會(huì)受到粒子影響而出現(xiàn)技術(shù)問(wèn)題。

　　關(guān)于地磁場(chǎng)，首先要了解的是，即使減弱，它也不會(huì)消失，至少在幾十億年內(nèi)不會(huì)消失。地磁場(chǎng)的形成源于地核外核中熔融鐵、鎳的對(duì)流運(yùn)動(dòng)。美國(guó)羅徹斯特大學(xué)的地球物理學(xué)家約翰·塔都諾(John Tarduno)表示，隨著地核的增長(zhǎng)和固化，地核內(nèi)部釋放的熱量推動(dòng)了這一對(duì)流運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而產(chǎn)生電流，從而形成地磁場(chǎng)。據(jù)估計(jì)，地核每年大約增長(zhǎng)一毫米。

　　這種關(guān)于地磁場(chǎng)形成的理論，被稱(chēng)為發(fā)電機(jī)理論，而地核作為磁場(chǎng)的“引擎”，已經(jīng)運(yùn)行了數(shù)十億年。根據(jù)2015年的一項(xiàng)研究，科學(xué)家認(rèn)為，目前的地核結(jié)構(gòu)可能在大約15億年前就已經(jīng)穩(wěn)定下來(lái)，當(dāng)時(shí)的磁場(chǎng)強(qiáng)度出現(xiàn)了飛躍。但是，塔都諾和他的團(tuán)隊(duì)在地球上最古老的礦物鋯石中發(fā)現(xiàn)了磁場(chǎng)存在的證據(jù)，并且可以追溯到42億年以前。這表明，地核活動(dòng)在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)一直在產(chǎn)生磁場(chǎng)。

　　塔都諾在接受采訪(fǎng)時(shí)表示，目前還不清楚這臺(tái)“發(fā)電機(jī)”啟動(dòng)的原因，但很可能是導(dǎo)致月球形成的那次大規(guī)模行星撞擊造成的。這次撞擊發(fā)生在地球形成后大約1億年時(shí)，可能促使地核中發(fā)生物質(zhì)分層，進(jìn)而導(dǎo)致了對(duì)流運(yùn)動(dòng)，至今仍驅(qū)動(dòng)著地磁“發(fā)電機(jī)”。

　　在遙遠(yuǎn)的未來(lái)，地核很可能最終會(huì)變得足夠大，以至于外核的對(duì)流運(yùn)動(dòng)不足以產(chǎn)生電流，磁場(chǎng)也會(huì)最終失效。但這種情況太遙遠(yuǎn)了，也許還需要幾十億年的時(shí)間，現(xiàn)在還不值得為此而失眠。

　　不斷減弱的地磁場(chǎng)

　　與人類(lèi)生活更相關(guān)的是，地磁場(chǎng)正在減弱。在過(guò)去的160年里，科學(xué)家們一直在用地磁觀測(cè)站和衛(wèi)星直接測(cè)量這種減弱趨勢(shì)。160年以前，地磁場(chǎng)是否已經(jīng)開(kāi)始減弱，以及未來(lái)會(huì)發(fā)生怎樣的變化，目前都不明朗。塔都諾表示，目前的地磁場(chǎng)大約有80%為偶極子磁場(chǎng)。這意味著地磁場(chǎng)更多地是像一塊條形磁鐵。如果你能把鐵屑灑在地球周?chē)?這里需要除去太陽(yáng)風(fēng)的影響)，由此產(chǎn)生的磁場(chǎng)線(xiàn)將呈現(xiàn)出明確的北極和南極。但是，還有20%的地磁場(chǎng)是非偶極子磁場(chǎng)，這意味著地磁場(chǎng)比條形磁鐵更復(fù)雜，會(huì)出現(xiàn)局部的變化。

　　在以往的地球歷史中，地磁場(chǎng)曾發(fā)生了多次地磁逆轉(zhuǎn)，即南北磁極互相換位。最后一次逆轉(zhuǎn)發(fā)生在78萬(wàn)年前，大約是直立人(Homo erectus)的時(shí)代。由于地磁場(chǎng)的減弱通常發(fā)生在這些逆轉(zhuǎn)之前，因此一些人對(duì)又一場(chǎng)地磁逆轉(zhuǎn)是否即將到來(lái)提出了疑問(wèn)。不過(guò)，地磁場(chǎng)有時(shí)也會(huì)先減弱，然后在不逆轉(zhuǎn)的情況下再次增強(qiáng)，這種現(xiàn)象被稱(chēng)為“漂移”(excursion)。

　　塔都諾和他的團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，在南非地下的地核中，有一個(gè)奇怪的漩渦，可能是造成這種磁場(chǎng)減弱的部分原因。這一漩渦似乎就是南大西洋異常區(qū)形成的原因。該異常區(qū)從巴西以東約 300公里處開(kāi)始，橫跨南美洲大部分地區(qū)，是已知的地磁場(chǎng)薄弱區(qū)域。在這片地區(qū)，來(lái)自太陽(yáng)風(fēng)的帶電粒子會(huì)比其他區(qū)域更容易接近地球。在地理特征上，南大西洋異常區(qū)并不特別明顯。但是，地球軌道衛(wèi)星在那里遇到了更多具有破壞性的太陽(yáng)粒子，曾在國(guó)際空間站上飛越該地區(qū)的宇航員報(bào)告稱(chēng)，他們看到了流星的視覺(jué)現(xiàn)象?？茖W(xué)家認(rèn)為，這很可能是由于那里的近地軌道輻射水平相對(duì)較高造成的。

　　塔都諾的團(tuán)隊(duì)?wèi)岩?，南非地下的地幔變化可能觸發(fā)了以往的地磁逆轉(zhuǎn)。好消息是，即使磁場(chǎng)在減弱，或者即將逆轉(zhuǎn)，地磁場(chǎng)也不會(huì)消失。沒(méi)有證據(jù)表明地磁場(chǎng)會(huì)在逆轉(zhuǎn)過(guò)程中完全消失。

　　即使發(fā)生地磁逆轉(zhuǎn)，“地球仍然會(huì)保留一部分磁場(chǎng)，這將是一個(gè)非常弱的磁場(chǎng)，”塔都諾說(shuō)道。這個(gè)磁場(chǎng)強(qiáng)度很小的世界會(huì)是什么樣子?首先，你的指南針不管用了。“它將指向磁場(chǎng)強(qiáng)度最高的區(qū)域，”塔都諾說(shuō)，“這一區(qū)域可能離你很近，也可能非常遙遠(yuǎn)。”

　　到了那時(shí)，北極光和南極光在低緯度地區(qū)也將都能看到，因?yàn)檫@些絢爛的景象是太陽(yáng)噴射出來(lái)的帶電粒子(太陽(yáng)風(fēng))與地球磁層相互作用的結(jié)果。目前，極光只出現(xiàn)在兩極附近，循著地球的南北磁場(chǎng)線(xiàn)，但較弱的磁場(chǎng)將允許粒子穿透地球大氣層，照亮赤道附近的天空。

　　南大西洋異常區(qū)上空的衛(wèi)星異?，F(xiàn)象可能在全球變得普遍，這將引起許多技術(shù)故障。太陽(yáng)粒子會(huì)轟擊電子設(shè)備，造成所謂的單粒子翻轉(zhuǎn)(single-event upsets，SEUs)，即計(jì)算機(jī)中CMOS電子元器件發(fā)生電位狀態(tài)的跳變，從而破壞內(nèi)存。當(dāng)太陽(yáng)粒子與地球大氣層的電離層相互作用時(shí)，也會(huì)把電子從分子軌道上撞擊出來(lái)。這些自由電子會(huì)干擾用于通信的高頻無(wú)線(xiàn)電波的傳輸。

　　隨著時(shí)間的推移，太陽(yáng)風(fēng)和地球大氣之間的相互作用還會(huì)破壞臭氧層，這將增加全體人類(lèi)受到的紫外線(xiàn)輻射，并增加皮膚癌的風(fēng)險(xiǎn)。

　　倫敦瑪麗女王大學(xué)的空間等離子體物理學(xué)家馬丁·阿徹說(shuō)(Martin Archer)：“雖然沒(méi)有磁場(chǎng)可能不會(huì)對(duì)生命造成完全災(zāi)難性的影響，但地球上的輻射劑量會(huì)高得多。”幾乎沒(méi)有證據(jù)表明以往歷史中地磁場(chǎng)的變化影響了地球生命。不過(guò)，馬丁·阿徹在接受采訪(fǎng)時(shí)表示，地磁場(chǎng)無(wú)疑參與塑造了地球的表面，有助于防止地球脆弱的大氣層被無(wú)情的太陽(yáng)風(fēng)吹到太空。

　　磁場(chǎng)對(duì)于大氣層的形成并不是決定性的，例如金星就沒(méi)有磁場(chǎng)，但它具有濃厚的大氣層——超過(guò)96%都是二氧化碳。不過(guò)，地磁場(chǎng)確實(shí)起到了額外保護(hù)層的作用?；鹦窃?jīng)擁有磁場(chǎng)，但在大約40億年前失去了，它的大氣層也幾乎被完全剝奪。馬丁·阿徹指出，如果有某種方法能讓月球擁有類(lèi)似地球的大氣層，在短短一個(gè)世紀(jì)內(nèi)，太陽(yáng)風(fēng)就會(huì)將其化為烏有。
　?。?a href="http://www.nasamidwest.com">邯鄲網(wǎng)站建設(shè)）

為祖國(guó)生日刷火箭！長(zhǎng)征...

供不應(yīng)求！蘋(píng)果要把iPhon...