地球的磁場就像一個看不見的保護盾,，可以說,，沒有地磁場，很可能就不會有如今生機勃勃的地球,。它能抵御許多來自太空的威脅生命的事件,，也保護著大氣不被太陽風(fēng)剝離。

但地磁場并不穩(wěn)定,，因為它是由地球內(nèi)部復(fù)雜的過程產(chǎn)生的,。地球磁極不停地移動著。此外,，平均每數(shù)十萬年，地磁場就會出現(xiàn)一次不規(guī)律的極性倒轉(zhuǎn),，也就是說,，南北兩個磁極的極性會交換位置。據(jù)一些統(tǒng)計顯示,，在過去7100萬年間,，可能已經(jīng)發(fā)生過約171次倒轉(zhuǎn)。

近百年來的一些歷史數(shù)據(jù)和近期的異?，F(xiàn)象,，讓人們開始猜測，我們的地球是否即將經(jīng)歷下一次極性倒轉(zhuǎn)事件,。

然而,，一項發(fā)表于《美國科學(xué)院院刊》的新研究，將9000多年來的證據(jù)拼湊在了一起。團隊認為,，縱觀歷史,，目前的變化并不是前所未見的，這也似乎并不意味著地球正走向極性倒轉(zhuǎn),。

  不穩(wěn)定的地磁  

磁場是由運動的電荷產(chǎn)生的,。在條形磁鐵中，運動的電荷是原子中運行的電子,。但對地球來說,，它們則是熔融的鐵的循環(huán)流運輸?shù)哪切╇娮印?/span>

事實上，我們對地磁產(chǎn)生的細節(jié)還不甚了解,。但主流觀點認為,，地磁場來自富鐵外地核的對流過程。熾熱的液體在核中循環(huán),，不同層之間的摩擦讓它們帶電,，就像塑料梳子與尼龍毛衣之間的摩擦一樣。正是這些運動的電荷產(chǎn)生了地磁場,。

這些復(fù)雜的內(nèi)部過程也讓地磁場變得很不穩(wěn)定,。歷史上，地磁北極每年會移動約15千米,。但自從20世紀(jì)90年代起,，這種移動加速了，如今,，它正以每年約55千米的速度向西伯利亞移動,。同時，在過去180年間,，地磁場的強度下降了約10%,。

2020年繪制的地磁場強度。其中顯著的冷色區(qū)域便是南大西洋異常區(qū),。（圖／Finlay, C. et al., Wikimedia Commons）

還有一些現(xiàn)象也引起了人們的注意,。在南美洲海岸附近的南大西洋，一片磁場異常微弱的區(qū)域日益擴大,。這是全球地磁最弱的一片區(qū)域,，也被稱為南大西洋異常區(qū)（SAA）。由于暴露在來自太陽的高電荷粒子下,，衛(wèi)星曾數(shù)次在此發(fā)生故障,。NASA曾有報道顯示，哈勃空間望遠鏡在途徑SAA時也不會進行觀測,。

我們對這些變化背后的原因都不確定,，但這些事情的發(fā)展讓人們不由得開始猜測,，也許我們正在走向下一次極性翻轉(zhuǎn)事件？

  跨越9000年的全球重建  

然而,，新的研究表明情況可能不是這樣的,。

在這項研究中，團隊繪制了過去9000多年地磁場的變化圖,。這些結(jié)果是基于對燒制的考古文物,、火山樣本和沉積物鉆芯的分析，比如被加熱到580攝氏度以上的黏土罐,，已經(jīng)凝固的火山熔巖,，以及沉積在湖泊或海洋中的沉積物。

所有這些都帶有關(guān)于地磁場的信息,，它們就像時間膠囊一樣,，記錄下了某一時刻地磁場的狀態(tài)。借助靈敏的儀器,，研究人員能夠測量這些磁化程度,，并重新創(chuàng)建特定地點和時間的磁場方向和強度。

隨后,，團隊開發(fā)了一種新的建模技術(shù),，將這些來自不同時間段、各個地點的間接觀測數(shù)據(jù)連在一起,，形成了一個過去9000年的全球磁場重建,。

令人欣慰的是，這個重建模型也帶來了一個有關(guān)極性倒轉(zhuǎn)的猜測的結(jié)論,。研究人員認為,，像南大西洋上發(fā)生的那種異常現(xiàn)象可能是一類在歷史上反復(fù)出現(xiàn)的現(xiàn)象,，它們與地磁場強度的相應(yīng)變化有關(guān),。根據(jù)與重建異常的相似性，模型預(yù)測SAA可能會在未來300年內(nèi)消失,。地球在近期未來似乎也不會走向極性倒轉(zhuǎn),。

科學(xué)家相信，通過研究磁場如何變化,，研究人員可以更深入地了解地核產(chǎn)生磁場的基本過程。同時,，通過比較磁場的測量和模擬變化,，新模型也可以反過來幫助確定考古和地質(zhì)記錄的年代。

  沒有磁場的地球會怎樣,？ 

根據(jù)推測,，如果極性倒轉(zhuǎn)真的發(fā)生，地磁場可能會在這個過程中先降到零，隨后再以相反的極性不斷增長,。換言之,，很有可能在一段時間內(nèi)，也許是幾個世紀(jì)里,，地球會處于幾乎沒有磁場的狀態(tài),。這對生命來說或許是一段相對危險的時期。比如,，沒有了保護場,，致命的輻射可能會增加活細胞的變異率。

但是,，在地球生命史上其實經(jīng)歷過大量這樣的事件,，但生命并沒有被消滅。更值得注意的是,，可以說在99.9%的情況下,，地球磁場是相對穩(wěn)定的。也正是由于這種穩(wěn)定性,，以及它可靠的保護,，才讓地球生命延續(xù)了數(shù)十億年。