——刘全稳

从20世纪60年代后期关于地磁场倒转的认识被人们普遍接受以来，任何有关地球磁场起源的认识都需要自行接受合理解释地球磁场倒转的问题的检验。地球磁场倒转的这一特性形成了一个重要的约束条件，无疑给一些臆想的地磁场起源的“理论”设置了一道难以逾越的“坎”。那么，地球磁场倒转是怎么回事？

最早发现地球磁场倒转现象的是法国地磁学家戴维(David P,1904)和B.布容(Brunhes B)，B.布容于1906年在研究法国中央山脉熔岩流的天然剩磁时，惊异发现除磁性与预测结果相符的大多数样品以外，还有一些样品的磁性却是反常的，这些反常岩样里的小磁铁指北极不是指北，而是指南、不是向下倾而是向上翘的。也就是说，它的定向与现代磁场正好相反。自此以后，在全球每个地区都相继找到了岩石标本中有磁场反转的例子。

1949年格雷厄姆（Graham J W）根据一种标准化石——这种化石只存在于一个极短的地质时期中——精确辨认出一个延伸了几百千米的地质层位。他发现该套地层的某些部分是正向磁化的，而某些部分却又是反向磁化的，他认为这一现象无法用地磁场倒转来进行解释。因而提出了地球磁场的自发反向问题。从而引发了近二十年的地球磁场反转“是磁场倒转还是自发反向”的争议。

在争议进程中，有人研究了岩石的矿物组成成分，认为应该存在一种矿物，在这种矿物中，含有A和B两种亚晶格的结晶物质，B中所有磁性原子的磁矩方向与A相反，两组原子的自发磁化强度随温度作不同的改变，总磁化强度有可能随温度的不同变化而出现不同的变化结果（此时此强彼弱，彼时彼强此弱）（Néel，1951，1955 ）；有人进行了自发反向实验，E.W.戈特和J.A.舒尔克斯用人工合成办法合成了一批材料，这批材料具有前述性质（Gorter and Schulkes，1953），但是，当时在自然界中没有找到一例自发反向的岩石标本。在自然界中找到并通过实验证实火成岩中的确含有自发反向的矿物会引起岩石的极性反转是20世纪70~80年代的事，F.赫勒和R. 埃格洛夫（Heller and Egloff，1974）对瑞典柏格尔山脉（Bergell Massif）花岗细晶岩岩脉的热实验研究表明，在脱溶的钛赤铁矿内部，存在着不同居里点的两相之间的相互作用，从而产生“不完全的”自发反向；后来对其他地区的熔岩进行的热磁实验结果表明，钛磁铁矿中存在几种具有不同居里温度和不同氧化程度的磁相，可引起退磁过程中的自发反向和常温下的自发反向（Heller，1980，Heller and Petersen，1982a，b）。

由自发反向引起的人们对地球磁场反转的质疑被彻底否决是20世纪60年代的中后期的事，其中Wilson提出的认识尤其具有重要性。

1962~1966年，Wilson研究全球古地磁倒转资料后认为：

1）几乎所有被火成岩烘烤过的周围岩体与火成岩体极性保持一致，而与二者的组成成分无关。自发反向特性有可能使一对烘烤与被烘烤岩体具有相反的极性，但不可能形成一样的极性，何况，在同一地点存在着各种类型的岩石，而且它们全都具有反向极性；

2）自发反向形成的全球磁场倒转表现应该是杂乱无章不成比例，磁场倒转形成的则应该是无论正向或反向都是精确一致且概率分布合理，并且，这种状态随着岩石的年代越古老，正、反向磁化所占比例趋于相等。事实上，在已测得的所有岩样中，大约一半是反向磁化的，全球一致性好；

3）最近4百万年内，所有相同年龄的岩石都具有相同极性，与岩石的种类、组成及产地无关。从而确定了地球磁场存在着极性反转，自发反向属于偶发事件，具有存在性。

——摘自《地球磁场起源理论》P_121~122