硬抗太阳风,大气保护神,如此重要的地磁为什么会发生磁极倒转?
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在地球这颗蔚蓝色星球周围,围绕着一圈看不见、摸不着但真实存在的磁场,这就是地球磁场。指南针之所以能指示南北方向,就是因为指南针受到了南北走向的地球磁场的影响。然而,这个能让指南针指示方向的地球磁场,可能很快就会发生南北两极倒转的情况。
那么,地球的磁场对人类到底有什么意义呢?磁极如果发生倒转又会对我们的生活造成多大的影响呢? 地球磁场的产生
地球磁场分布在地球周围,它实质上是一种电磁场,和地球地理南北极正好相反,磁北极分布在地球南极附近,而磁南极大致在地球北极点周围。对于它的起源,科学界至今没有定论,只有一些认同度比较高的假说。
很多科学家认为地球之所以有磁场,是因为地球的核心中有大量的铁元素,地心超高的压力和约6000摄氏度的高温让物质变成离子体。原来物质原子中的电子摆脱了原子核的束缚,变成了自由电子,在地心强大的压力下,电子更趋向于朝着压力相对低一些的地幔,致使地核带正电,地幔带负电。
高温高压让地球内部地层的导电率非常高,电流几乎可以在巨大的地核中永不消逝地流动,这就促使地球周围形成了一层强度相对稳定的磁场。
地球磁场有什么作用?
地球磁场对地球非常重要,是地球大气层的保护神。现在大家都知道,地球只是太阳系的一颗行星,而作为恒星的太阳时时刻刻都在释放高能带电粒子,这些高能带电粒子会以太阳风形式冲击地球。地球磁场迎着太阳风的方向将高能粒子推开,保护地球免受这些高能粒子冲击。
如果地球没有磁场,这些来势凶猛的太阳风会直接冲击大气层,地球的大气层将不断被侵蚀、剥离,最终消散在太空中。
天文学家们通过长期的研究认为,火星原本也和地球一样有复杂、浓厚的大气,但距今约39亿年前,这颗星球磁场神秘消失,致使太阳风不断侵蚀火星大气层,最终火星完全暴露在太阳的炙烤下,最终变成了如今荒凉的景象。 为什么会发生磁极倒转?
从上文我们可以知道,磁场对地球有多重要,不过如此重要的磁场却出现了不稳定的因素。根据科学家们的预测,地球磁场的两极可能会在未来一百年左右发生翻转。那么问题来了,好端端的磁极为什么会发生翻转呢?
地球核心温度极高并有液体存在,超高的温度让地核周围物质之间的热量对流十分活跃,这就导致地核的运动并不稳定,也不规律,磁场就会随机地发生变化。还有部分科学家认为,地球身处银河系中,本身的磁极也要受到银河系磁场的影响,地球的磁场也会随着所在银河系磁场的变化而变化。
在地球磁极倒转的时候会有两种现象,一种是磁极快速摆动变化,另一种是地磁强度渐渐变弱。现在地球的磁场就是在逐年减弱,自从1932年高斯记录地磁强度到现在,地磁的强度已经下降了约10%,这也是科学家们认为地球磁场的磁极即将发生倒转的证据之一。
事实上,地球的磁极倒转对于地球来说并不是一个罕见的事件,根据科学家们的研究表明,在过去的约8300万年中,地球的磁极已经发生过多达183次倒转。这些倒转发生的间隔时间不一,且基本上无规律可循,间隔最长的时间在白垩纪,约有4000万年没有发生变化,而频率较多的时候,每百万年会倒转上五六次。 磁极倒转的影响
曾经有谣言说,地球磁极的倒转会让地球发生翻转,这绝对不可能,不过仅仅是磁场的磁极倒转就会给地球本身、人类、动物们带来巨大的影响。
地磁可以保护地球的大气层,但是在地球磁极倒转的过程中,地球的磁场会大幅度减弱。有科学家做过研究,地球之前发生磁极倒转时,地球的磁场强度大致仅相当于现在的约5%。失去了地球磁场的保护,人类发射的低纬度轨道卫星会被狂暴的太阳风摧毁,导致人类通信中断。
失去磁场,地球表面的臭氧层也会脱离地球,导致地球对宇宙射线的防护能力大幅度下降,这些射线可以对包括人类在内的生物产生致命伤害。
另外,地球上很多动物都是依靠地球磁场进行定向的,当地球磁场的磁极发生倒转,很多动物都会失去定向能力,无法进行迁徙,导致物种灭绝,影响物种多样性,最终威胁到人类的生存。
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