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摘要:地球周围巨大的磁场由于地球南北磁极以及太阳风而改变形状。地球的磁场像一个看不见的力场包围着我们的星球——保护生命免受有害太阳的伤害通过使带电粒子偏转而产生的辐射。事实上,我们星球的历史至少包括几百次全球磁极逆转,南北磁极互换位置。那么下一次是什么时候,它将如何影响地球上的生命呢?一个暂时的逆转,拉尚事件,发生在大约41000年前。
这篇文章最初发表在对话中。这篇文章贡献给了《生命科学》的专家之声:专栏和见解。
地球的磁场像一个看不见的力场包围着我们的星球——保护生命免受有害太阳的伤害通过使带电粒子偏转而产生的辐射。这个场非但不是恒定不变的,反而在不断地变化。事实上,我们星球的历史至少包括几百次全球磁极逆转,南北磁极互换位置。那么下一次是什么时候,它将如何影响地球上的生命呢?”
在反转过程中,磁场不会为零,而是呈现一种更弱、更复杂的形式。它可能下降到现今强度的10%,在赤道上有磁极,甚至同时存在多个“北”和“南”磁极。然而,反转之间的间隔是非常不规则的,可以长达数千万年。
也可以是暂时的和不完全的反转,称为事件和偏移,其中磁极在回到原来的位置之前离开地理磁极,甚至可能穿过赤道。最后一次完全逆转发生在大约78万年前的布鲁尼斯马图亚马(Brunhes Matuyama)。一个暂时的逆转,拉尚事件,发生在大约41000年前。它持续了不到1000年,极性的实际变化持续了250年左右。
断电还是大灭绝“在反转过程中磁场的变化将削弱其屏蔽效应,从而使地球表面及上方的辐射水平升高。如果这种情况发生在今天,到达地球的带电粒子的增加将增加卫星、航空和地面电力基础设施的风险。地磁风暴,由太阳能量与磁场的异常大喷发相互作用所驱动,让我们预先体验到减弱的磁屏蔽所能达到的效果。
在2003年,所谓的万圣节风暴导致瑞典当地电网停电,要求航班改道,以避免通信中断和辐射风险,并中断卫星和通信系统。但这场风暴与最近发生的其他风暴相比微不足道,例如1859年的卡林顿事件,它导致极光南至加勒比海。
一场大风暴对当今电子基础设施的影响还不完全清楚。当然,任何没有电、没有暖气、没有空调、没有全球定位系统或没有互联网的时间都会产生重大影响;广泛的停电可能导致经济损失,每天数十亿美元。“KdSPE”“KDSPS”就地球上的生命和逆转对我们物种的直接影响而言,我们不能断定当现代人类在最后一次完全逆转的时候不存在时会发生什么。有几项研究试图将过去的逆转与大规模灭绝联系起来,这表明一些逆转和火山活动的延长可能是由一个共同的原因造成的。然而,没有证据表明即将发生的任何灾难性火山活动,因此,只有当磁场很快发生逆转时,我们才有可能应对电磁冲击。
我们确实知道,许多动物物种具有某种形式的磁接收,使它们能够感测地球磁场。他们可以在迁移过程中使用它来帮助远距离导航。但目前尚不清楚这种逆转可能对这些物种产生什么影响。很清楚的是,早期人类确实通过拉尚事件得以生存,而生命本身也在数百次的全面复仇中幸存下来地质记录中的rsals证据。
我们能预测地磁逆转吗“一个简单的事实是,我们已经“逾期”完全逆转,而地球磁场目前正以每世纪5%的速度下降,这一事实导致了人们的建议,即该磁场可能在未来2000年内逆转。但确定一个确切的日期——至少目前是这样——将是困难的。
地球的磁场是在我们星球的液核内,通过缓慢的铁水搅动产生的。就像大气和海洋一样,它的运动方式也受物理定律的支配。因此,我们应该能够通过跟踪这一运动来预测“核心天气”,就像我们可以通过观察大气和海洋来预测真实天气一样。一个逆转可以被比喻为一个特殊类型的风暴在核心,在那里的动力学和磁场乱作一团(至少有一小会儿),然后再次安定下来。
的困难,预测天气超过几天是众所周知的,尽管我们生活在和直接观察大气。然而,预测地核是一个更加困难的前景,主要是因为它埋在3000公里的岩石下面,因此我们的观测很少,而且是间接的。然而,我们并不是完全盲目的:我们知道核心物质的主要成分,它是液体。一个由地面观测站和轨道卫星组成的全球网络还测量磁场的变化,这使我们能够洞察液体核心是如何移动的。
最近在核心内发现了一股喷射流,这突出了我们不断发展的创造力和不断增强的测量和推断核心动力学的能力。再加上数值模拟和实验室实验来研究行星内部的流体动力学,我们的理解正在迅速发展。能够预测地核的前景也许并不遥不可及。
菲尔·利弗莫尔,利兹大学地球物理学副教授和乔恩·穆德,利兹大学地球物理学副教授
这篇文章最初是在对话中发表的。阅读原文。“
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