劉樹田

地球是個(gè)大磁體，這個(gè)大磁體產(chǎn)生的巨大地磁場(chǎng)，時(shí)刻呵護(hù)著地球上的生靈免遭太陽(yáng)風(fēng)的洗劫。但你是否知道，我們這個(gè)天然的保護(hù)傘并非亙古不變，事實(shí)上它一直處于變化之中。在通常情況下地磁場(chǎng)的變化比較緩慢，我們不易察覺，但在地球的演化史上，地磁場(chǎng)曾經(jīng)發(fā)生過多次驚天大逆轉(zhuǎn)：地磁極對(duì)調(diào)！因?yàn)榈卮艌?chǎng)與人類的命運(yùn)休戚相關(guān)，所以地磁場(chǎng)的變化一直是科學(xué)家十分關(guān)注的課題，比較分析近百年來的地磁場(chǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)，科學(xué)家們驚訝地發(fā)現(xiàn)，地球磁場(chǎng)正在變?nèi)酰∵@是磁極再次逆轉(zhuǎn)的先兆，還是杞人憂天？

磁極倒轉(zhuǎn)，巖石為證

地磁場(chǎng)的磁極倒轉(zhuǎn)，我們當(dāng)然都沒有經(jīng)歷過。事實(shí)上，自從有人類以來，還沒有發(fā)生過磁極對(duì)調(diào)的事情。但在地球漫長(zhǎng)的演化過程中，確實(shí)發(fā)生過多次磁極倒轉(zhuǎn)事件。也許你會(huì)產(chǎn)生這樣的疑問：很久以前發(fā)生的事情，現(xiàn)在的人們是怎么知道的？原來，發(fā)生過的事情總會(huì)留下歷史的印痕，人們從地球巖石上發(fā)現(xiàn)了地磁場(chǎng)驟變的印痕，解讀這些印痕，人們仿佛目睹了遠(yuǎn)古時(shí)期地磁場(chǎng)驚天逆轉(zhuǎn)的一幕。

地球上的許多巖石，特別是基性的巖漿巖，都帶有相當(dāng)強(qiáng)的剩余磁性，這些剩磁是在巖石形成時(shí)留下來的，巖石上的磁化方向和當(dāng)時(shí)地球磁場(chǎng)的方向一致，所以巖石上的剩磁是當(dāng)時(shí)地球磁場(chǎng)的一種“凍結(jié)”?？茖W(xué)家研究地球上不同地質(zhì)時(shí)期形成的巖石的剩余磁性，就可以清楚地知道這些不同時(shí)期地球磁場(chǎng)的方向以及每次磁極轉(zhuǎn)換所經(jīng)歷的時(shí)間。如果把與現(xiàn)在地磁場(chǎng)的方向相同的時(shí)期規(guī)定為正向期，研究發(fā)現(xiàn)，在大約6億年前的前寒武紀(jì)末期，到約5.4億前的中寒武世，地磁場(chǎng)是反向磁性為主的時(shí)期；從中寒武世到約3.8億年前的中泥盆世，地磁場(chǎng)是正向磁性為主的時(shí)期。實(shí)際上在過去450萬年里，地磁場(chǎng)還出現(xiàn)過兩次磁極轉(zhuǎn)換。假如把地球的歷史縮成一天，你會(huì)發(fā)現(xiàn)手中的指南針的S極一會(huì)指南，一會(huì)指北，像瘋了似的亂轉(zhuǎn)！

近年來科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，不僅地磁場(chǎng)的方向會(huì)發(fā)生逆轉(zhuǎn)，其他一些天體也有磁極逆轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，如太陽(yáng)磁場(chǎng)反轉(zhuǎn)就是一個(gè)典型的例子。這些發(fā)現(xiàn)使地球磁場(chǎng)的逆轉(zhuǎn)現(xiàn)象更容易被人們接受了。

倒轉(zhuǎn)之因，莫衷一是

關(guān)于地球磁場(chǎng)磁極倒轉(zhuǎn)的原因，科學(xué)家們莫衷一是，目前主要有兩種觀點(diǎn)。一種觀點(diǎn)認(rèn)為，地球磁場(chǎng)磁極的顛倒，是偶然現(xiàn)象，即磁極顛倒是隨機(jī)發(fā)生的。根據(jù)對(duì)地震波的分析，地核是由鐵合金組成的，中心附近是固體，其他部分是呈熔融態(tài)的液體。大多數(shù)科學(xué)家相信，地球磁場(chǎng)是地球內(nèi)部液態(tài)鐵質(zhì)流圍繞地核轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的。由于對(duì)流的偶然特性，在地球內(nèi)部會(huì)突然出現(xiàn)一些磁性小回路，當(dāng)這里的磁性小回路多于其他地方時(shí)，被擠壓到地表層的小磁場(chǎng)將組成反向的回路，在一定條件下可能會(huì)導(dǎo)致整個(gè)地磁場(chǎng)顛倒。有的人甚至對(duì)多長(zhǎng)時(shí)間會(huì)出現(xiàn)這樣的顛倒作了進(jìn)一步分析，認(rèn)為整個(gè)過程歷時(shí)3萬~100萬年不等。每次發(fā)生這種情況時(shí)，地磁場(chǎng)首先表現(xiàn)為完全“混亂”，接著要經(jīng)歷1萬年左右的逐漸衰減以至消失，然后又在相反方向上慢慢增強(qiáng)，進(jìn)入另一個(gè)穩(wěn)定時(shí)期。但也有人認(rèn)為，整個(gè)變化過程要短得多，僅需要幾千年的時(shí)間就可以實(shí)現(xiàn)一次磁極轉(zhuǎn)換。

另一種觀點(diǎn)則認(rèn)為，地球磁場(chǎng)磁極的顛倒不是一個(gè)偶然事件，而是必然事件，它的發(fā)生是有一定規(guī)律的。既然是有規(guī)律的，那就是可以預(yù)報(bào)的。只是由于電磁現(xiàn)象與地心流體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律還沒有被人類掌握罷了。美國(guó)科學(xué)家研究明尼蘇達(dá)湖底的沉積巖資料發(fā)現(xiàn)，地球磁場(chǎng)已經(jīng)有70萬年沒有發(fā)生磁性倒轉(zhuǎn)了，但近4000年來，地球磁場(chǎng)卻發(fā)生了急劇變化，其強(qiáng)度衰減了一倍多。由此判斷，地球磁場(chǎng)正在進(jìn)入磁極倒轉(zhuǎn)的前夕。

以上兩種觀點(diǎn)還停留在科學(xué)假說階段，就像其他科學(xué)假說一樣，我們既不要急于肯定它，也不要輕易否定它，而應(yīng)該讓進(jìn)一步的研究去證實(shí)。

未雨綢繆，積極應(yīng)對(duì)

地球磁極逆轉(zhuǎn)會(huì)給地球帶來什么樣的后果？這就需要先了解一下太陽(yáng)風(fēng)的概念了。太陽(yáng)風(fēng)是太陽(yáng)以帶電荷粒子的形式高速傳送開去的巨大能量，它的移動(dòng)速度可達(dá)到每秒數(shù)百千米。太陽(yáng)系中行星之間巨大的空間是被太陽(yáng)風(fēng)所主宰的。幸運(yùn)的是，地球磁場(chǎng)使我們的星球免遭太陽(yáng)風(fēng)的侵害。

在磁極逆轉(zhuǎn)過程中，有一段時(shí)間內(nèi)地球磁場(chǎng)會(huì)很弱甚至消失，這將給地球生靈帶來無法承受的巨大災(zāi)難。

首先是一些低緯度的衛(wèi)星將完全暴露在太陽(yáng)風(fēng)的吹打下，用不了多久就會(huì)被完全摧毀。人類位于地球近地軌道上的高科技通訊技術(shù)將會(huì)徹底癱瘓。

其次，地球上許多遷徙動(dòng)物，從燕子到羚羊，幾萬年來依靠磁場(chǎng)的導(dǎo)向來遷徙的動(dòng)物將會(huì)失去定向能力，這些動(dòng)物能夠生存下去將是一個(gè)嚴(yán)峻的考驗(yàn)。

第三，失去地磁場(chǎng)這個(gè)保護(hù)傘，地球?qū)⑼耆┞对谔?yáng)輻射的致命“燒烤”中，這對(duì)地球氣候和人類命運(yùn)將產(chǎn)生致命的影響。有科學(xué)家甚至認(rèn)為，地球磁極倒轉(zhuǎn)可能是古人類文明覆滅的原因。

不過，科學(xué)家們并沒有因此而悲觀，他們認(rèn)為磁場(chǎng)的變化經(jīng)常呈波浪形，并且需要漫長(zhǎng)的時(shí)間，畢竟我們現(xiàn)在只知道地磁場(chǎng)正在減弱，還不能斷定這是磁極要倒轉(zhuǎn)的信號(hào)。至于地磁場(chǎng)到底會(huì)不會(huì)倒轉(zhuǎn)，要持續(xù)多長(zhǎng)時(shí)間，都還在爭(zhēng)論之中。當(dāng)然，人們不會(huì)放松對(duì)地磁場(chǎng)的監(jiān)測(cè)和研究，應(yīng)該未雨綢繆，積極應(yīng)對(duì)。在足夠長(zhǎng)的時(shí)間里，人們也許能想出聰明的應(yīng)對(duì)辦法，說不定到那時(shí)，人類已經(jīng)能夠建造儀器來控制地球磁場(chǎng)的變化了呢。