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摘要:,但是如果地球的磁场明天消失了会发生什么呢?地球的磁场来源于其熔融的外核,外核主要由铁和镍构成。一个无磁场的地球塔尔杜诺和他的团队怀疑南非可能是过去磁场逆转的触发点。几乎没有证据表明过去的磁场变化影响了地球上的生命。
从地球上延伸出来,就像看不见的意大利面,是地球的磁场。这个磁场是由地核的搅动产生的,它对日常生活很重要:它保护地球不受太阳粒子的影响,它为导航提供了基础,它可能在地球生命的进化中扮演了重要的角色。
,但是如果地球的磁场明天消失了会发生什么呢?大量带电的太阳粒子会轰击地球,将电网和卫星置于fritz上,并增加人类暴露于更高水平的致癌紫外线辐射中。换言之,一个缺失的磁场会产生问题,但不一定是世界末日,至少在短期内。
是个好消息,因为一个多世纪以来,磁场一直在减弱。即使是现在,也有一些特别脆弱的点,比如南半球的南大西洋异常,这给低轨道卫星带来了技术问题。
相关:太阳死后地球会发生什么关于磁场,首先要了解的是,即使它变弱了,它也不会消失,至少不会消失数十亿年。地球的磁场来源于其熔融的外核,外核主要由铁和镍构成。罗切斯特大学的地球物理学家约翰塔杜诺(John Tarduno)说,随着内核的生长和固化,产生的热量对流为搅动的外核提供了动力。(内核每年增长大约一毫米。)
这个磁场引擎,被称为发电机,已经运行了数十亿年。科学家们认为,根据2015年的研究,目前的磁芯排列可能在大约15亿年前就已经就位,当时发现磁场强度有了飞跃。但是,塔杜诺和他的团队在地球上最古老的矿物锆石中发现了磁场的证据,可以追溯到42亿年前,这表明地核的活动已经创造了很长一段时间的磁性。
还不清楚为什么发电机会启动,塔杜诺告诉《生活科学》,尽管有可能是造成月球的巨大行星撞击造成的。这种撞击发生在地球相聚大约1亿年后,可能会动摇地核物质的任何分层或分层:想象一下在行星尺度上摇晃一瓶油和水。这种破坏可能会促进今天仍然驱动地球发电机的对流。
最终,内核可能会变得足够大,以至于外核的对流不再有效,磁场也将失效。但这种情况还远远不够,不值得再多睡一觉。
“我们说的是数十亿年,”塔尔杜诺说。
减弱磁场与人类生活更为相关的是磁场正在减弱。在过去的160年里,科学家们一直在用磁力观测站和卫星直接测量这种减弱。在此之前,这个领域是否步履蹒跚,以及它接下来将做什么,都有点模糊。塔杜诺说,目前的磁场大约是80%的偶极。这意味着它的作用基本上就像一个磁铁棒。如果你能在行星周围放置铁屑(并消除太阳的影响,太阳向地球喷出一股称为太阳风的带电粒子流,像微风中的长发一样将磁场吹向周围),那么产生的磁力线将显示一个清晰的南北方向。但20%的磁场是非偶极的,这意味着它更复杂;存在局部变化。
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过去,磁场已经翻转,南北交换。最后一次逆转发生在78万年前,阿伦d直立人时代。磁场的减弱通常发生在这些翻转之前,这引发了人们对是否即将发生另一次翻转的疑问。但磁场有时也会减弱,然后在不翻转的情况下再次增强,这种现象被称为漂移。
塔尔杜诺和他的团队发现,南非下方的地核中的一个奇怪的涡流可能是造成这种弱点的一部分原因。这个漩涡似乎引起了南大西洋异常,一个已知的磁场薄弱点,从巴西以东大约190英里(300公里)延伸到南美的大部分地区。在这一地区,太阳风产生的带电粒子比平时更接近地球。南大西洋异常在地面上并不特别明显。但是地球轨道卫星在那里遇到了更具破坏性的太阳粒子,在国际空间站穿越该区域的宇航员报告了流星的视觉现象,这些现象被认为是由在那里的低地球轨道水平相对较高的辐射水平引起的。
一个无磁场的地球塔尔杜诺和他的团队怀疑南非可能是过去磁场逆转的触发点。好消息是,即使磁场正在减弱,或准备翻转,它也不会消失;没有证据表明磁场在翻转过程中已经完全消失。
即使磁场反转,“我们仍然会有磁场存在;它只是一个非常弱的磁场,“Tarduno”
这个磁场最小的世界会是什么样子?好吧,你的指南针坏了,一方面。”“它只会指向(最高磁场的)区域,”塔尔杜诺说它可能离你很近,也可能离你很远。
北极光和南极光可以从低纬度地区看到,因为这些五颜六色的显示是太阳风中从太阳射出的带电粒子与地球磁层相互作用的结果。目前,这些极光出现在两极附近,紧跟地球南北磁场线,但较弱的磁场会让粒子穿透地球大气层,照亮更靠近赤道的天空。
南大西洋卫星异常的情况可能在全球范围内变得普遍,这就是会导致技术故障。太阳粒子可以ping电子器件,在所谓的单粒子扰动(SEUs)中扰乱内存位。当太阳粒子与地球大气层中称为电离层的带电层相互作用时,它们也会把电子从分子轨道上撞出来。这些自由电子随后干扰了用于通信的高频无线电波的传输。
太阳风和地球大气之间的相互作用也会随着时间的推移破坏臭氧层,塔杜诺说,这将增加人类的集体紫外线照射,并增加皮肤癌的风险。
“虽然它可能不会对生命造成彻底的灾难,但如果没有磁场,地面上的辐射剂量会高得多,”马丁·阿切尔说,伦敦玛丽女王大学的空间等离子体物理学家。
几乎没有证据表明过去的磁场变化影响了地球上的生命。尽管如此,磁场无疑塑造了地球表面,有助于防止太阳风无情的力量将地球脆弱的大气层吹向太空,阿切尔告诉《生活科学》:
磁场对大气层来说并不重要——金星没有磁场,而且质量很大,如果不受欢迎,大气-但它肯定是作为一个额外的保护层。火星曾经有一个磁场,但在大约40亿年前失去了它,它的大气几乎被完全剥夺了。如果有办法给月球一个类似地球的大气层,太阳风就会
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