地球環(huán)境在近幾百年來人類活動的影響下，未來的發(fā)展前景似乎并不光明,，以至于有科學家早早就提出了移民到其他星球去生存的想法,。近幾年來，隨著人類的航天科技水平不斷提高,，星際移民的熱度再次引起了公眾的注意,。如果人類未來真要進行星際移民，哪顆星球最有可能成為人類的目的地呢？

    應該就是火星了,，一是因為它與地球在多方面存在相似的條件,，二是因為它是所有候選星球中距離地球最近的星球。然而不少科學家認為,，如果人類想要移民到火星上去,，至少要對火星進行兩三百年的改造，因為火星上既沒有合適的大氣層,，又沒有液態(tài)水和磁場,。而有科學家認為,，比起改造火星,，保護我們的地球更有可行性。

    那么我們的地球目前正在遭遇什么問題呢,？除了全球氣候變暖之外,，前段時間美國宇航局發(fā)布了最新研究說明，稱地球磁場出現(xiàn)局部凹陷情況,。如果該凹陷持續(xù)發(fā)展下去,，最終會導致地磁空洞。那么地磁凹陷是什么原因引起的,？如果真的出現(xiàn)地磁空洞,，地球上的生物會受到什么影響？

地球磁場的成因是什么,？

    根據(jù)記載,，歷史上第一個提出地球磁場概念的人是英國科學家吉爾伯特，他于1600年提出“地球是一個大磁體”的說法,，并且當時認為磁體的兩極和地理的兩極是重合的,。到了19世紀末，“數(shù)學王子”高斯花了大量時間研究地球磁場,，最后寫出了一本名為《地磁力的絕對強度》的書籍,。

    高斯在書中用數(shù)學方法證明了地磁場的存在，同時用數(shù)學理論分析地磁場的起源,，最后得出結論：地磁場起源于地球內部,。之后的科學家也嘗試研究地磁場的起源，但絕大多數(shù)人都掌握了地磁場的變化規(guī)律和分布情況,，對地磁場的起源莫衷一是,。目前科學界存在兩類關于地磁場起源的假說，一類是基于現(xiàn)有的物理學理論,，另一類是開辟新的特殊規(guī)律,。

    第一類假說受到更多科學家的認可，因為它們可以通過已建立起來的物理學理論進行解釋，例如“旋轉電荷假說”,。這一假說認為地球內部和外表存在等量的異性電荷,，異性電荷各自位于地球內部或地球表面，當?shù)厍蜣D起來后電荷也隨之運動,。根據(jù)電流的磁效應,，運動電荷形成電流，電流會在周圍空間形成磁場,。

    這種說法聽起來頗有道理,，而且也有基礎的物理理論支撐，但它仍然存在一個難以解釋的地方,，即地球內部和表面的磁場是如何分離的,？此外，如果要形成現(xiàn)在如此強的地磁場,，地球內部和表面需要足夠多的電荷,，但實際上地球所擁有的電荷并不多。

    除了這一假說之外,，科學家還存在其他假說,，但它們并未得到廣泛的認同。因此地磁場是如何起源的問題,，未來還需要科學家繼續(xù)探索下去,。

什么原因導致了南大西洋的磁場出現(xiàn)凹痕？

    根據(jù)美國宇航局發(fā)布的研究聲明,，他們所探測到的地磁數(shù)據(jù)顯示位于大西洋南部的地磁場出現(xiàn)明顯的凹陷現(xiàn)象,，而且這一現(xiàn)象還有可能繼續(xù)向西移動，擴大范圍,。對此NASA的科學家表示,，目前該凹陷區(qū)域已經快分裂成兩個片區(qū)，這意味著地球磁場會出現(xiàn)斷裂的情況,。一旦裂縫出現(xiàn)了,，那么磁場真空區(qū)域就產生了，這對地球上的生物來說并不是好事,。

    那么是什么原因導致磁場產生了凹陷呢,？NASA的科學家表示，他們通過數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)南大西洋地區(qū)的磁場在過去１５０年里出現(xiàn)了不斷減弱的情況,，現(xiàn)在的磁場強度至少要比１５０年前的磁場強度少１０％左右,。不僅如此，他們還發(fā)現(xiàn)地磁場的反轉通常從磁場凹痕開始,，換而言之,，這次出現(xiàn)的磁場凹痕可能是地磁場反轉的預兆,。

    地磁場反轉指的是地磁南極和地磁北極發(fā)生調轉，根據(jù)考究地球歷史上發(fā)生過多次磁極倒轉現(xiàn)象?，F(xiàn)在地磁南極指向地理北極,，而地磁北極指向地理南極，而正常情況下地磁南極應該指向地理南極,，地磁北極應該指向地理北極,，這說明了地球磁場曾經發(fā)生過反轉。

科學家是如何發(fā)現(xiàn)磁極反轉的,？

    相信很多人會質疑磁極反轉的現(xiàn)象,，因為人類文明形成的時間也不過幾萬年，我們又能通過什么方法了解到過去地球磁場的情況呢,？還真的有辦法,，只要地球上發(fā)生過的大規(guī)模事件，基本都會留下痕跡,，科學家就是通過研究巖石,、熔巖,、化石等沉積物對地球過去的磁場有所了解,。據(jù)研究，距離我們最近一次磁極反轉發(fā)生在幾百萬年前,，科學家是通過研究熔巖流獲得該發(fā)現(xiàn)的,。

    來自法國和日本的物理學家聯(lián)合多年的合作，最終在熔巖流中找到了地磁反轉的證據(jù),。所謂的熔巖流,，指的是熔巖凝固后形成的沉積物，研究發(fā)現(xiàn)它的流動方向,、流量大小等信息可能蘊藏著地磁場的信息,。換而言之，熔巖流相當于地磁方向的指示器,，因此科學家可以通過考察不同地區(qū)的熔巖流情況來判斷地磁極是否發(fā)生過反轉,，大概什么時候發(fā)生過反轉。

    早在２０世紀初的時候,，法國科學家布呂內就提出了地球磁極反轉的說法,，并且認為在大約７０萬年前地磁極就發(fā)生過反轉。到了１９２８年,，日本地質學家松山基范通過大量的研究也得出相同的結果,。二戰(zhàn)后，古地磁研究在地理學界得到了快速發(fā)展,，越來越多磁極反轉的證據(jù)被發(fā)現(xiàn)了,。除了研究熔巖流之外,，還有些科學家研究有磁性的巖石。

    這些巖石是在巖漿冷卻后形成的,，它們由于長期受到地磁場的影響,，使得自身逐漸帶有磁性，而且它們的磁場方向和當時的地磁方向是相同的,。后來有科學家在南美地區(qū)發(fā)現(xiàn)了磁場方向與現(xiàn)在的地磁方向相反的巖石,，這足以說明地磁場發(fā)生過反轉，因為巖石一旦帶有磁性就很難消失,，當?shù)卮艌龇崔D后,，正常情況下巖石的位置也會發(fā)生變動，但地下巖石被卡得死死的,。

為什么磁極會發(fā)生倒轉,？

    和地球磁場起源的問題一樣，地磁極反轉的原因至今也未有定論,，但目前存在兩種猜想,，這兩種猜想分別認為磁極反轉是偶然現(xiàn)象和必然現(xiàn)象。支持“地磁反轉是必然現(xiàn)象”的人認為,，磁極反轉的出現(xiàn)雖然沒有周期性,，但總會出現(xiàn)。這一猜想基于另一個地磁場起源的說法,，即“地球內部的鐵液形成循環(huán)流動,，從而產生磁場”。

    在這種猜想下,，磁極反轉發(fā)生的原因是地球內部的鐵液循環(huán)出現(xiàn)了衍生支路,，導致一部分循環(huán)出現(xiàn)在地表層面，與地球內部的循環(huán)形成了相反的回路,。隨著時間的推移,，地表的反回路逐漸增強，抵消內部回路的影響,，從而導致磁場開始發(fā)生反轉,。這個過程通常持續(xù)３萬年到１００萬年不等。另一類猜想則認為地磁極反轉的發(fā)生不可預測,，也不可溯源,，因為它是偶然事件。

磁場凹痕會對地球造成什么樣的影響,？

    和大氣層相比,，地球磁場的存在更容易被忽略，因為它是無形的,。但我們的日常生活以及自然生物的生存都離不開地球磁場的作用,，只要地球磁場出現(xiàn)問題,，地面上的生命也會受到嚴重影響。首先對于人類和自然生物來說,，地磁場相當于一個龐大的保護罩,，它在一定程度上阻擋宇宙輻射，尤其是太陽輻射,。

    其次,，有研究表明，地球之所以擁有完整的大氣層,，是因為地球磁場的存在,。如果地磁場的作用大大減弱或完全消失，那么地球大氣層會在外太空因素的作用下而消散,，屆時地球將在很快的時間內變成一顆寸草不生的星球,。再者，人類在地球上搭建的通訊系統(tǒng),、定位系統(tǒng)等都要依靠地磁場,，地磁場出現(xiàn)異常將導致通訊定位系統(tǒng)陷入癱瘓。

    在自然界,，有不少動物靠地球磁場進行定位,，例如大多數(shù)鳥類。研究表明,，候鳥之所以能夠季節(jié)變化前跨越幾千公里的距離去到另一個地方,，是因為地磁場在默默地提供方向指導,。此外,，有不少海洋生物也需要通過地磁場來辨別方向，否則很容易出現(xiàn)擱淺現(xiàn)象,?？偠灾瑹o論是對人類還是對自然生物,，地磁場的完整十分重要,。

    那么面對南大西洋磁場凹陷的情況，人類是否有應對措施呢,？很遺憾,，人類的科技水平還沒能達到改變地球磁場的程度。從另一方面來看,，南大西洋磁場凹陷可能是地磁極反轉的預兆,，畢竟地球上一次發(fā)生磁極反轉應該在７０萬年前。這樣看來,，威脅人類存在的不只有氣候變化和病毒侵襲,，地磁極的反轉也是一大威脅,。