如果有一天地球上的南極變成了北極，指南針指向北方，鳥類和其他對(duì)磁場(chǎng)敏感的動(dòng)物將怎樣辨別方向？這不是科幻小說的奇思妙想，據(jù)科學(xué)美國人報(bào)道，最新的研究成果顯示，地球的磁極已經(jīng)顯露出向相反方向移動(dòng)的征兆，科學(xué)家們認(rèn)為，地球磁場(chǎng)也許即將反轉(zhuǎn)。
地球磁場(chǎng)約每25萬年
反轉(zhuǎn)1次
礦物可以記錄過去磁場(chǎng)的方向�？茖W(xué)家利用這一點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)在地球45億年的歷史中，地磁的方向已經(jīng)在南北方向反復(fù)變化了數(shù)百次。然而，地球的磁極在最近的78萬年中都沒有發(fā)生反轉(zhuǎn)，這段磁極穩(wěn)定的時(shí)期相對(duì)于通常25萬年1次的反轉(zhuǎn)頻率要長(zhǎng)了很多。
不過，科學(xué)家們利用最新的衛(wèi)星觀測(cè)數(shù)據(jù)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，地球的主要磁場(chǎng)自從1830年首次測(cè)量以來已經(jīng)減弱了10%。這個(gè)消退速度比在失去能量的情況下磁場(chǎng)自然消退的速度還要快20倍。德國馬普研究所地磁專家克里斯坦森表示，根據(jù)計(jì)算，即使失去能量，磁極也要經(jīng)過10萬年才會(huì)自行消失。目前觀測(cè)到的地球主要磁場(chǎng)強(qiáng)度快速減退，意味著一種新的磁性在產(chǎn)生的同時(shí)，也在破壞著原來的極性。
地球磁場(chǎng)的分布并不均勻
與公眾理解的條形磁鐵那樣簡(jiǎn)單的磁性不同，地球磁場(chǎng)的磁性其實(shí)復(fù)雜得多�？茖W(xué)家們現(xiàn)在已經(jīng)根據(jù)衛(wèi)星觀測(cè)結(jié)果，繪制出了地球磁場(chǎng)的主要分布圖。其中一個(gè)重要的發(fā)現(xiàn)是，地球的磁場(chǎng)并不是均勻分布的。地球的大部分磁場(chǎng)僅源于地心——地幔邊界四個(gè)寬廣的區(qū)域。他們發(fā)現(xiàn)，磁極磁場(chǎng)的大部分強(qiáng)度主要來源于北美洲、西伯利亞和南極洲沿海之下。
不僅如此，在詳細(xì)繪制出地球磁場(chǎng)分布圖之后，科學(xué)家們還發(fā)現(xiàn)了存在磁場(chǎng)反向通量的地域。其中最大的一塊位于南半球，非洲南端以下向西一直延伸到南美洲南端。在這些存在磁場(chǎng)反向通量的區(qū)域，地磁的磁性與通常相反。例如，南半球大部分區(qū)域磁性的指向是由內(nèi)而外，而在這些存在磁場(chǎng)反向通量區(qū)域，磁性是由外向內(nèi)指向。
新的反向通量帶還在不斷形成
在1980年和1999年，兩顆用于測(cè)量地磁場(chǎng)的衛(wèi)星釋放到太空。通過比較兩顆衛(wèi)星觀測(cè)到的地磁場(chǎng)變化結(jié)果，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，新的反向通量帶正在北美洲東海岸和南極下面的地心——地幔邊界形成。而更重要的是，原先已有的反向通量帶已經(jīng)變大并向兩極略微移動(dòng)了。英國利茲大學(xué)的大衛(wèi)·古賓斯的研究證明，這些反向通量帶的增加、擴(kuò)張和向兩極移動(dòng)可以說明過去發(fā)現(xiàn)的磁極衰減的現(xiàn)象。
原來極性消失和新極性形成將持續(xù)大約9000年
為了進(jìn)一步研究反向通量帶是怎樣發(fā)展以及它們將如何導(dǎo)致下一次極性反轉(zhuǎn)的開始，目前世界上有三個(gè)獨(dú)立的研究小組正在使用超級(jí)計(jì)算機(jī)對(duì)地球表明磁場(chǎng)變化進(jìn)行計(jì)算模擬。研究者們利用超級(jí)計(jì)算機(jī)每天運(yùn)算12小時(shí)，經(jīng)過一年多的時(shí)間，模擬了地磁場(chǎng)30萬年的演變。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，反向通量帶往往在磁性反轉(zhuǎn)前出現(xiàn)。當(dāng)?shù)卮艌?chǎng)偶極場(chǎng)的強(qiáng)度減弱的時(shí)候，反轉(zhuǎn)就開始了。
在模擬運(yùn)算中，研究者們也發(fā)現(xiàn)，隨著磁性反轉(zhuǎn)通量帶的形成，原來的磁場(chǎng)并沒有完全消失。通過觀察地球模型，當(dāng)反轉(zhuǎn)通量帶在地心——地幔邊界上和原來的極性相比開始占據(jù)優(yōu)勢(shì)的時(shí)候，極性反轉(zhuǎn)就發(fā)生了�？傮w上說，貫穿地心的原來極性消失和新極性的形成將持續(xù)大約9000年。整理/施劍松
責(zé)任編輯 原霞
