2019年01月23日 星期三

第A07版：科技咖啡馆    

2019年01月23日 星期三

地磁北极加速向西伯利亚漂 “海水倒灌”会来吗？

2019年01月23日 07:58 扬子晚报

　　地磁北极从1900年开始向西伯利亚漂移的图示。

　　据最新一期英国《自然》周刊报道，地磁北极移动太快，“导致世界地磁学家采取罕见行动”，因为“他们意识到，不准确性已超出导航能够接受的（安全）误差范围”。

　　为了确保出入北极圈附近的船只、飞机和潜艇导航无误，世界地磁模型定于1月30日紧急更新。地球磁极在移动，对人类有什么影响？ 

　　地磁北极漂移不罕见

　　据英国多家媒体报道，大约100年前，地磁北极位于加拿大北部海岸附近，如今已移至北冰洋中，正向俄罗斯西伯利亚方向移动。

　　地磁北极的漂移其实并不是新闻。早在19世纪初，科学家就发现地磁北极有漂移的倾向。到了20世纪90年代中期，漂移速度变得更快，从每年约15公里增加到每年约55公里。2018年，地磁北极已经越过了国际日期变更线，进入了东半球。根据科学家预计，磁极每20万-30万年就倒转一次。然而，上一次已知的倒转发生在78万年前。

　　地磁模型要紧急更新

　　然而磁极的漂移速度如此之快，以至于2015年才更新的全球磁场示意图原计划到2020年才更新，目前已经过时。因此地质学家提出了一个新的模型。

　　这个新的全球地磁模型原本计划在1月15日发布，但由于美国政府停摆，发布时间推迟到了1月30日。

　　根据对2015年全球地磁模型的一份报告，了解世界各地的磁偏角有助于磁场方位与真实地理方位的转换，从而为船舶、飞机、天线、钻探设备和其他设施提供导航服务。

　　影响全球导航系统

　　新的全球地磁模型将为各种导航提供参考信息，包括飞机、船舶上使用的导航装置，以及人们在智能设备上使用的谷歌地图。从导航船只的地理定位系统到手机跟踪器和地图定位，均以此为依据。不过地磁北极最近位置改变并不会影响生活在美国纽约、英国伦敦或中国北京等北极圈以外地区的人们使用智能手机。“这对中低纬度地区没有实质性影响，不会影响到人们驾车”。

　　事实上，一些科学家对地球磁场的强度衰减感到震惊：2018年一项发表于《美国国家科学院院刊》（简称PNAS）的研究称，他们发现了地球磁场在还没有翻转的情况下就已经减弱的证据。

　　这种减弱可能会导致磁场不稳定，从而影响与地球磁场有关的技术应用和发展，比如低地球轨道卫星上使用的电子技术。漂移的地磁北极也可能带来其他变化，随着它的移动，观看北极光的最佳地点可能也会随之改变，“再过一百年，可能就会有不同于现在的北极光最佳观赏地点。” 宗合

　　解读

　　地球磁场会发生南北极反转吗

　　地磁北极奔向西伯利亚，会给我们带来怎样的影响？电影里的那些恐怖片画面，如“海水倒灌”“火山爆发”等，会因为地磁北极的改变而产生吗？南京航空航天大学理学院李晋斌副教授表示，地磁北极的偏移的确会带来一系列的“连锁反应”，但担心“恐怖大片”的上演完全是多余的。           

　　扬子晚报/扬眼记者 杨甜子

　　地磁场对人类有何作用

　　是地球生命的“保护罩”，免受太阳辐射伤害

　　对于很多读者来说，“地磁场”的概念足够陌生。李晋斌告诉记者，地磁场已经存在了至少34.5亿年，它保护人类免受太阳辐射的伤害。

　　地磁场可以有效阻止太阳风等粒子流长驱直入射到地面，从而保护地球上的各类生命尽量少受宇宙射线等“外来入侵物”的伤害。同时，地磁场还能够为鸟儿、鱼类和人类提供导航，常见的雁南飞、鱼类洄游等现象便是因为地磁场的存在。在我们的生活中，地磁场更是隐形的帮手。手机上的指南针、智能地图导航，背后依赖的正是地磁场的指引。因此，地磁场的每一点变化科学家都密切关注。

　　地磁北极的不稳定移动很大程度上是受到由液态铁组成的外地核——称为“地球磁场”影响。根据2015年全球地磁模型的报告，其他因素也可能影响地磁北极的移动，包括地壳和上地幔中的磁性矿物质，以及海水流动产生的电流，但这些影响与地球磁场相比非常小。   

　　磁极“玩脱”了会发生什么？

　　并不会出现“海水倒灌的恐怖片”

　　“玩脱”的地磁北极，给科学家增加了不小的科普工作量。关于地磁场的流言四起，“南北极对调，要上演海水倒灌的恐怖片啦”，“南北极对调，指南针将来都要指北啦。”有人甚至怀疑这可能预示着地磁北极和地磁南极将要反转——就像大约78万年前发生的情况一样。

　　南航李晋斌老师解释，地磁北极的“漂移”，其实是以一种晃动的形式存在着，并不是流言里说的“南北极对调”。磁极“玩脱”之后，的确会给我们的生活带来一定的变化。如人类的导航系统，它的正常使用是以世界地磁模型为圭臬。地磁北极发生变化后，世界地磁模型也需要做出相应的调整。另外，地球上植物的生长、动物的迁徙都与地磁场有着密切联系，地磁北极“玩脱”离了谱的话，未来出现“斜着长”的植物也说不定。

　　而北京天文馆馆长朱进曾表示，地球磁极早晚会反转，“通过以前的观测可以知道，地球的磁极会有一个南北极互换的现象，但这需要一个非常长的时期，绝不可能在短时间内完成，至少在我们有生之年不可能遇到这种事情”。

　　为什么会发生磁极漂移现象？

　　或与全球变暖以及磁流波异常有关

　　截至目前，科学家还在试图了解地磁北极向西伯利亚漂移的确切原因。

　　2013年，日本研究人员发现，地球磁场强度发生变动与极地冰盖增减导致地球自转速度出现变化有关。这一研究成果显示，地球磁场会受到气候变化的长期影响。

　　“地磁强弱等变化是极端气候屡屡发生的影响因素之一。地球磁场保护地球大气和地表生物不受太阳风的袭击，地球磁场强度减弱或消失，地球大气将被太阳风刮走，地表生物将面临类似历史上出现过的大灭绝。”专家杨学祥指出，计算机模型的计算结果表明，如果两磁极的强度继续减弱，则来自太阳的粒子流便可能使高达40%的地球高纬度臭氧被破坏，每次的破坏时间将长达数月至一年之久，这也为南北极海冰融化提供了合理的解释。

　　而《自然》杂志报道说：“像2016年发生的地磁脉冲一样，这可能涉及到地核深处产生的‘磁流’波（‘hydromagnetic’waves）。”有观点认为，地磁北极的快速移动与加拿大下方外地核内部的液态铁高速喷流有关。英国利兹大学的地磁学家菲尔·利弗莫尔表示，这股喷流似乎正在使加拿大下方的磁场减弱，使其无法与西伯利亚抗衡。

　　“地磁北极的位置似乎受到两块大规模磁场的影响， 一块位于加拿大下方，另一块则在西伯利亚下方，”利弗莫尔在接受《自然》杂志采访时说，“西伯利亚的这块磁场正逐渐占据上风。”随着全球变暖，会有更多的通往俄罗斯和加拿大北部的航线被开辟，这也带来了潜在的致命问题。罗拉多大学博尔德分校和国家海洋和大气管理局的地球物理学家阿诺德楚利亚特表示说：“磁极极点的快速移动使得这个区域的导航更容易出现大的错误。”

责任编辑：赵明

http://epaper.yzwb.net/html_t/2019-01/23/content_502811.htm?div=-1

全球变暖导致地磁减弱：地球磁场百年内方向逆转？

已有 2238 次阅读 2017-2-7 13:54 |个人分类:科技点评|系  

全球变暖导致地磁减弱：地球磁场百年内方向逆转？

                                杨学祥，杨冬红

地球磁场即将反转？磁场护盾削弱高剂量辐射将照射地球表面

2017-02-06 09:17:29 稿源：新浪科技科学探索

北京时间2月6日消息，据国外媒体报道，围绕在我们地球周围的磁场就像一个无形的力场，通过使带电粒子偏转散开，保护地球生命免受有害的太阳辐射。不过，这个磁场并非一成不变，而是一直处于不断的变化之中，事实上，在地球的历史中发生过至少数百次的磁场反转——南磁极和北磁极相互易位。那么，下一次磁场反转将在什么时候发生，又会对地球生命带来什么样的影响呢？

围绕着地球的巨大磁场随着地球南、北磁极的变化和太阳风活动而改变形状

磁场在反转过程中并不会消失为零，而可能会变成更微弱和更复杂的形式。磁场强度有可能会减少到目前的十分之一，并且磁极都分布在赤道上，甚至可能同时存在多个南磁极和北磁极。平均而言，地球磁场的反转每隔一百万年才会发生几次。然而，地磁反转之间的间隔非常不规律，有时甚至会达到数千万年时间。

有时候还会出现短暂且不完整的地磁反转，此时地磁极会远离地理上的两极——甚至可能穿过赤道——然后再回到原来的位置。上一次完全的地磁反转发生在约78万年前，被称为布容尼斯-松山反转（Brunhes-Matuyama reversal）。在大约41000年前还发生了一次短暂的地磁反转，称为拉尚事件（Laschampevent）。该事件持续了将近1000年，其中磁极真正改变的时间大约有250年。

http://www.cnbeta.com/articles/582291.htm

未来百年之内将出现地球磁场反转

凤凰科技讯北京时间2014年6月24日消息，科学日报报道，欧洲空间局(ESA)的三颗SWARM卫星产生的第一批高分辨率结果揭示了地球磁场的近期变化。过去6个月进行的测量证实了地球磁场正在逐渐减弱的趋势，且西半球的减弱程度最为剧烈。而其它地区，例如南印度洋，磁场自1月起有所增强。最新的测量也证实了磁场朝北西伯利亚地区的移动。

图1 地球磁场正在逐渐减弱（红色阴影部分代表磁场增强地区，蓝色则显示了在过去6个月磁场减弱的地区）。

http://tech.ifeng.com/discovery/geography/detail_2014_06/24/36982839_0.shtml

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-836910.html

科学家最新研究表明，未来百年之内将出现地球磁场反转，而之前预测这一变化将在未来几千年才会发生，一旦磁场反转，将造成地面输电网络瘫痪，潜在增大人类癌症发病率。

如果不稳定磁场现象导致磁场反转，将对地球生命构成严重威胁，科学家将更多地考虑到磁场反转造成的生物效应。

http://www.cnwnews.com/html/tech/cn_zxkj/20141024/660962.html

http://www.cnwnews.com/html/tech/cn_zxkj/20141024/660962_2.html

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-838450.html

第四纪冰期的5个亚冰期与地磁反向的对应关系

近年来全球强震频发，林中斌认为发生这一系列灾难的根本原因是由于地磁引起的。二千年以来全球磁场持续减弱，而最近150多年地磁强度下降了10%-15％。南大西洋出现地磁异常区，其磁场减弱达35％，地球磁极弱化，处于“磁极翻转”的雏形阶段，这可能是地球发生许多灾变和异常现象的深层原因。

表1冰期和地磁反向时间对比

地球的主磁场会周期性地逆转方向。这种极性颠倒在地球的历史上间隔不规律地发生过几百次，最近一次大约在78万年前。美国科学家通过研究古代火山岩发现，浅核磁场（shallow core field）可能影响主磁场是否发生逆转及其方式。当主磁场削弱时，它就变得极为重要。证据表明，现在正在接近这样的一个过渡状态，因为地球主磁场处于相对较弱，且正在快速减弱的阶段。

第四纪冰期的5个亚冰期与地磁反向期有很好的对应关系。伏尔姆亚冰期（2-12万年）中的两次峰值与布容正向期中的Lashamp（2万年前后）和Xzone（10.8-11.4万年内）两次反向事件相对应。里士亚冰期（25-38万年）与Vzone反向事件（33-35万年）相对应。滚兹-明德尔间冰期（80-93万年）与松山反向期的Jaramillo正向事件（87-93万年）对应。亚冰期与地磁反向事件或地磁反向一一对应（见表1）。

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-838450.html

结论

综上所述，近百年来的全球变暖是地磁减弱的主要原因，伴随全球气候进入温暖期，地球磁场的极性反转不可避免，类似中生代的全球气候温暖期和地磁正相期正在缓慢而有序地到来，期间将有目前地磁反向时期中频繁发生的地磁正相事件：反向事件发生意味着气候变冷，正相事件发生意味着气候变暖。

参考文献

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http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1032129.html