@ 2014.04.19 , 21:31
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地球磁场转换时会发生什么?

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地球的磁场保护地球上的生命,将我们从有害的辐射中保护起来,并且能调节气候。所以,如果,磁场彻底翻转过来,或者坍塌到一起,我们该担心对么?答案么,是,又不是。

磁气圈基础

由于地球深处产生的电流一直处于动态变化中,所以,磁气圈是一种流体力,它的强度和方向,会不停的改变。

地心

地球的核心是一个主要由铁组成的实心,大小约等同于月球。它的温度很高(5000-7200℃),等同于太阳表面,但由于重力,上面的东西全部在挤压它,使它保持固体状态。

这个实心核的外圈基本是有铁镍合金构成。温度相近(4000-5000℃)但压力较小,这一圈外核为流体。

外核之外是一层热乎乎的浓稠的岩石,叫做地幔,“像沥青一样缓慢地流动”。温度范围从靠近地壳的871℃到靠近外核的2204℃。与外核相比,它够凉了。

电流

内核与地幔之间的温差把地球变成了一个巨大的磁铁。近期的理论解释到:

内核与地幔之间的温差需要达到1500℃,才能激发“热运动”,并和地球自转一起,形成磁场。

这种流体的热运动产生的感应电流,形成了磁气圈:

磁场的产生需要几个条件:1,必须有导电的流体。2,必须有足够的能量让流体以适当的模式,高效地流动。3,必须有个磁场“种子”……在外核中有足够的能量驱动流动,并且……和地球的旋转一起,产生了适当的流动模式……现存的太阳磁场起到了种子磁场的作用。流动的熔铁,通过了现存的太阳磁场,产生了电流……这股新产生的电流会形成一个磁场……

不断变化的磁场

由于系统的流动性,磁场也必然不会一成不变,而是不断变化着强度,方向,和极性。

方向

从1831年James Ross第一次定位到现在,磁北极已经移动了600英里,而且最近几年,这个过程从平均每年10千米加速到了每年40千米。预计几十年后,它将从现在的北美移到亚洲。

强度

200年来,磁场强度“弱了15%”。因为磁场从一些辐射中保护着地球表面,如太阳耀斑,日冕抛射。如果磁场彻底消失,将会产生一系列后果:

地面辐射强度将上升……导致更多癌症……但只是轻微地……太阳风暴下,电网失效是个大问题……地球气候也会发生变化……一些推理研究认为,地球磁场衰弱将增加对流层中的云彩规模,提升两极臭氧层空洞。

两极反转

两千万年内,两极有过反转,作为自然规则的一部分,平均每20万-30万年一次。不过,最近的一次反转迟迟未来,上一次磁极反转是在78万年前。

尽管科学家们还不能确定,不过有人相信,磁极翻转与外核的对流有关,在那里,像氧,硫磺,硅等较轻的成分会上升到核幔边界。就像海床沉淀物一样堆积,这些东西从核里“掉”到地幔界面。一旦聚集足够多的沉淀物,它就会像雪崩一样,滚到外核,冷却。有人推理说:“大量的核幔边界雪崩会扰乱地球发电机,造成地球两极磁场坍塌。”

缓慢反转

从岩石和沉积物上的磁特性,科学家们了解到,磁极会周期性的换地方。因为这些反转过程会持续20万年甚至更多,所以1千年到1万年才会有变化:

这不是突然翻转,而是个缓慢的过程。在这个过程中,磁场强度会先变弱,磁场会便复杂,会先出现多个磁极一段时间,然后恢复磁场强度,在相反的方向构建磁场线。

从近几世纪来看,科学家们相信,我们正接近另一个长期翻转。许多人轻视了这个过程对人类的危险,无非是认为磁气圈几乎不会消失,所以在反转过程中,地球上的生命仍然会受到保护。

然而,如果磁场显著衰弱,我们很可能会遇到麻烦。事实上,有些研究员认为,“尼安德塔人的灭亡和同时期出现的磁场衰弱有着直接联系。”

快速反转

近年内,科学家有证据表明,磁极翻转可能会发生的很迅速,尽管尚不清楚它是否能完成彻底的磁极反转。

1960年代晚期,在法国中央高原拉尚村庄附近,科学家发现了一些不完备的证据,让他们相信,在4万1千年前发生过极迅速的短期磁极反转(与尼安德塔人从欧洲消失同期)。

另一个快速反转的证据发现于1995年,在俄勒冈州Steens山凝固的岩浆中。那里,岩石里的磁性晶体显示,发生过一次超快速磁极转换,磁极“以平常的一万倍速度,每天6度”的速度移动。

在那种速度下,一次完全的磁极转换会在几个月内完成,而不是上万年。因此科学家们尚存怀疑,直到,2010年在内华达巴特尔山找到了更多的证据,在那里,显示“磁场在一年内移动了53度”。

更近的话,2012年,科学家们重新遭遇了拉尚事件,这一次是在检测从黑海,南太平洋,北大西洋沉积物的过程中。他们的发现很惊人:

这次磁场两极的几何反转,也就是磁场线指向与今日相反的方向,只用了440年,在那时磁场强度只有今日的四分之一。而在这个过程中,磁场更弱,仅有今日的5%。结果就是,地球几乎失去了抵抗宇宙射线保护罩,暴露在了超高的辐射下。

尽管没有直接因果关系,黑海沉积物内核还显示,在同时期内发生过另两起极端事件:

上一个冰期有许多气候突变(伴随着)……万年一次的北半球火山喷发……在意大利那不勒斯附近……(和)地球磁场快速翻转。

本文译自 gizmodo,由译者 K7419 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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TOTAL COMMENTS: 23+1

  1. 2386682

    上一篇不能吐槽真憋的慌

    [29] XX [1] 回复 [0]
  2. 傻蛋
    @4 years ago
    2386684

    指南针会反过来。

    [13] XX [3] 回复 [0]
  3. 滕Zzz
    @4 years ago
    2386686

    找不着北

    [26] XX [5] 回复 [0]
  4. 大西瓜
    @4 years ago
    2386697

    纠正一个翻译错误:不断变化的磁场一节中,“预计几十年后,它将从现在的南美移到亚洲。”应为北美洲

  5. Jancy君
    @4 years ago
    2386700

    很可怕的样子

  6. 2386701

    也就是说,很快有机会洗牌了。地球人熬不过一万年

  7. 2386704

    @大西瓜:
    多谢。有时候脑子南北不分,不知道为什么,直觉就认为那是“南”。

  8. 爆爆
    @4 years ago
    2386716

    微…..信 ….. 求 … 关…………….注

    [3] XX [10] 回复 [0]
  9. 爆爆
    @4 years ago
    2386718

    bb 108499 .1473 微 . 信 . 求 . 关 .注

    [1] XX [19] 回复 [0]
  10. 2386748

    @K7419: 看来真的翻转了

  11. 煎个蛋
    @4 years ago
    2386757

    在那时磁场强度只有今日的四分之一。而在这个过程中,磁场更弱,仅有今日的5%

  12. solatrader
    @4 years ago
    2386790

    好在我朝布局早,雾霾遮挡降辐射,亚克西啊亚克西

    [23] XX [4] 回复 [0]
  13. 拖鞋
    @4 years ago
    2386818

    地磁倒转在中国的武侠小说里出现过一次。08年年初,吉大的一位地质学老师就曾经发表过一篇论文,阐述了地磁改变与地震直接的关系,并且预测了四川的地震,但是因为牛逼吹得太大,而没有人当真……

    [14] XX [12] 回复 [0]
  14. 茶会
    @4 years ago
    2386833

    路痴表示地磁什么的,反正我是感应不到了

  15. 神响
    @4 years ago
    2386854

    还相信地球是铁芯的文章基本不用看。。。说起来当年认定地球核心是铁芯就是因为磁场。。。说起来为什么从磁场作为证据反推地球核心是铁芯。这什么逻辑。有磁场的多了是了,然后就以讹传讹一直传下来,也没人重新认证下。

  16. xpwinner
    @4 years ago
    2386954

    什么动力推动地核高速转动。。。

  17. 。。。
    @4 years ago
    2387015

    会发生什么啊?

  18. 莫怀远
    @4 years ago
    2387103

    赶快买楼吧,网民们,到时候用一平方米楼换带辐射屏蔽的一平方米地下室,呵呵

  19. raptor110
    @4 years ago
    2387156

    科学家是怎么发现这事情,又是怎么得出这种结论的,同样身为人类他们脑子真不一般阿

  20. 刚买指南针
    @4 years ago
    2387337

    刚刚买了指南针准备去旅行。
    艹,居然看到这个消息

  21. 乐高奶糖
    @4 years ago
    2387503

    马格纳斯 – 两极反转

  22. samlinlin
    @4 years ago
    2387591

    @神响: 认定地核主要成分是铁不是因为地磁场,地核的温度远高于铁的居里点1043K,铁早就失去宏观磁场了,地磁场并不是铁磁性的物质产生的,而是流动的导电金属流体。
    另外,类地行星的核心大部分都是铁,主要原因是因为铁-56是原子核每核子平均能量最低的核素,产生行星物质的是高质量恒星在超新星爆发前的核聚变,镍-56是放热核聚变反应的最后一个产物,之后会衰变成铁-56,所以铁-56是宇宙中丰度最高的重元素,远大于其他重金属元素。形成类地行星的时候,重元素大部分都沉入地核,所以造成了地核主要由铁和镍组成,而陨石除了石质的之外,主要也都是铁镍组成。

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