——刘全稳

按：离2012年12月21日传说中的“地球毁灭日”越来越近了，一些“虔诚”的人们已经开始过起了逍遥的生活，尽管NASA反复告诉人们目前地球周围不存在威胁地球生存的物质，但还是有人将信将疑，我周围的朋友也有人反复问到地球磁场倒转的问题，他们认为既然地史上存在地磁场倒转，就应该存在地球毁灭，他们认为地磁场倒转实质是地球整体发生了倒转，今天发几篇关于地磁场倒转的博文，以正视听。

古地磁是指地质历史时期形成的地磁场。不同地质时代的岩石常有一定的磁性，指示其生成时期的磁极方向。沉积岩在其沉积颗粒沉降过程中受地磁场的磁化，后期成岩中基本保存了当时的地磁场要素，沉积岩中带磁性物质所表示的磁性称沉积剩磁；岩浆岩在其冷凝过程中也会接受和保存当时的地磁场要素，岩浆岩中带磁性矿物所表示的磁性称热剩磁。一些古砖、古瓷器、炉灶等原始焙烧物在冷却时也会保留当时当地的地磁场情况，记录了人类历史时期的地磁场。这些珍贵资料不仅扩大了人们对地磁场变化的认识，也为人们分析研究古地磁提供了资料。

古地磁（又称自然剩磁）的研究以岩石磁性测量为基础，利用古地磁可以得到标本产地的古地磁场的偏角和倾角，测定地磁场的方向，可确定古地磁极的位置，可了解地球的运动演化。

早在十八世纪末，人们就发现一些岩石具有很强的剩余磁性能吸引磁针。到了十九世纪中叶，又发现某些近代喷发岩中的剩余磁性方向与地磁场平行。1906年法国科学家布容(Brunhes B)等更首先发现，法国中部的火成岩中之剩余磁性方向与现代地磁场方向相反，由此提出了地磁场曾经倒转的推测。1925年谢瓦利埃(Chevallier R)曾对西西里岛的埃特纳火山近代熔岩流磁化方向进行测定，发现熔岩磁化方向与地磁场方向相当一致，并注意到虚磁极绕地极顺时针方向运动。1926年麦肯顿(Mercanton)提出可用古地磁学方法来检验地极的迁移和是否有大陆漂移的现象。但直到五十年代中期，英国地球物理学家兰康(Runcorn)等，分析各大陆块不同时期之古地磁视磁极(Virtual Geomagnetic Pole)曲线，才肯定了大陆漂移假说，此后，世界的古地磁研究工作随即蓬勃的开展。1962年行武毅系统分析了日本地区古偏角和古倾角的资料，发现古地磁场方向的变化具有700、1 200、1 800和7 000年的周期成分。永田武由日本第四纪熔岩流测得的虚磁极的运动，似乎有近1 0000年的周期趋势。

20世纪60年代初，海底擴張假說的提出，給大陸漂移假說以有力的支持，同時海洋岩芯的古地磁学研究，为海底扩张假说提供了证据，而海底扩张说又给大陆漂移说以有力的支持，这样，古地磁的研究成果间接推动了全球构造研究的进展。目前古地磁學已被廣泛應用於地質和地球物理的各個領域，如地球发展历史、地球磁场起源、地層對比、構造運動、地球古半徑變化、月岩和隕石磁性的研究等。

至今人们已经获得许多古地磁场方向的测定结果。认为近2 000年来地球磁矩呈衰减特征，2000年前有个最大值，约为现代地磁矩的1.5倍，公元前2000年有个低值，与现代地磁矩相近，约在公元前4000年有个最小值。由此估计地球磁矩的变化周期约为 8000～10000年。

人类利用地磁场导航已经有四百多年的历史了。现在发现，鸽子、蝙蝠和乌龟等大量动物都有利用地球磁场来导航的特征。

对古地磁研究的另一重要成果是人们发现了地史上地球的古磁极曾经发生过倒转和漂移。这无疑给地磁场起源和核内动力学的理论提出了一个重要的约束条件。

如果把与现在磁场方向相同的磁场称为正常磁场（磁场从南极附近出来，回到北极），把与现在磁场方向相反的磁场称为倒转磁场，据研究显示，地史上曾经出现过四个较大的倒转期：现在为布容正向期，往前有松山反向期，高斯正向期和吉尔伯特反向期。研究表明，地球磁场平均每50万年翻转一次，而最近一次的翻转发生在78万年前。

人们对古地磁研究发现，地球的磁场除了会发生倒转外，磁极也会经常摆动。人们对沉积岩层磁性的测定发现，地磁极存在着偏移现象，它可能朝着赤道方向相当平滑地移动，在不久后返回，甚至可能穿过赤道至另一半球，再摆回来，并称之为“磁极漂移”，或称为“夭折”的地磁场倒转。

除古地磁极具有倒转和漂移特性外，人们认为现代地球磁极一样存在着倒转与漂移。

巴黎地球科学研究所的Hulot根据20年的卫星探测地球磁场变化的记录分析，认为在南非出现了与地球磁场方向背离情况，已经出现了新的互换期的迹象，他认为地球磁场强度减弱了10％。

有人认为磁极漂移对气候和人类的感受能产生影响，认为漂移的过程会产生能量，这些能量会通过地球表面裂缝释放，势必产生某些效应，甚至怀疑2002年初空难事故频发与磁极漂移有关。 

人们着迷于地球磁场为什么会产生改变，不断的归纳分析所获得的各地样本资料，力图通过假说维持某种机理，再依靠不太严密的逻辑思维，从而获得暂且说得过去的结论。迄今为止，关于地球磁场反向机理的学说可归纳出9种：非偶极型磁场变化学说(1964)，无规则磁场起伏学说(1968)，地核流体对流对称性变化学说(1969)，地核流体对流区分布变化学说(1969)，地核三偶极型磁场学说(1969)，偶极型磁场变化学说(1971)，双偶极型磁场学说(1975)，银河星系旋臂干扰学说(1974)，地外天体撞击学说(1987)等。

地球磁极的倒转和漂移，说明地球磁场具有运动属性，那些关于地球磁极在某地一成不变的提法显然是错误的，至于地球磁极具有时变性，还是具有日变性、年变性，甚至万年一变、百万年一变特性，以及磁极的漂移和倒转成因的理论解释，相信在地球磁场起源研究完成后，人们会一目了然。