目前地球北極磁場非常紊亂，以至于科學(xué)家更新4年前他們發(fā)布的全球磁場模型，這是地球磁極即將翻轉(zhuǎn)的信號(hào)嗎?世界磁場模型(WMM)，是地球磁場更新表現(xiàn)的名稱，預(yù)計(jì)最晚不超過1月30日發(fā)布。磁極的不規(guī)律現(xiàn)象正在從加拿大北極地區(qū)向西伯利亞地區(qū)移動(dòng)，該變化是不可預(yù)測的，以至于科學(xué)家都感到非常驚訝。

磁極的不規(guī)律現(xiàn)象正在從加拿大北極地區(qū)向西伯利亞地區(qū)移動(dòng)，該變化是不可預(yù)測的，以至于科學(xué)家都感到非常驚訝。圖中是美國宇航局描繪的地球磁場狀況

美國科羅拉多大學(xué)博爾德分校、美國國家海洋和大氣管理局國家環(huán)境信息中心地磁學(xué)家阿諾德·朱里亞特(Arnaud Chulliat)稱，2015年的磁極不規(guī)律現(xiàn)象預(yù)計(jì)將一直持續(xù)至2020年。

英國地質(zhì)調(diào)查局地球物理學(xué)家亞蘭·博甘(Ciaran Beggan)引用1981年發(fā)表在《倫敦皇家學(xué)會(huì)哲學(xué)學(xué)報(bào)》的一項(xiàng)研究，向美國太空網(wǎng)站記者發(fā)送的一份電子郵件中稱，地球磁極正在移動(dòng)并不是新聞，自1580年開始，從倫敦至巴黎的長期記錄表明，北極磁場運(yùn)行非常不規(guī)律，該現(xiàn)象已持續(xù)數(shù)百年時(shí)間，或許更長。

但真正引人注意的是磁場運(yùn)動(dòng)變化加劇，大約在20世紀(jì)90年代中期，北極磁場移動(dòng)速度突然加快，從每年15公里增加至每年55公里，2018年，北極磁場在國際日期變更線上向東半球傾斜。

這種運(yùn)動(dòng)的主要原因源自地球液態(tài)鐵外核，也被稱為“核場”。此外，較小的因素也會(huì)影響磁場運(yùn)行，依據(jù)2015年世界磁場模型報(bào)告，影響極地磁場的因素包括：地殼和上地幔的磁性礦物質(zhì)(特別是局部磁場)以及海水流經(jīng)“環(huán)境磁場”產(chǎn)生的電流。

博甘說：“我們能夠更新磁極地圖的原因之一是歐洲航天局于2013年發(fā)射了高精度磁場衛(wèi)星。我們有一個(gè)非常棒的數(shù)據(jù)集，可以制作出非常好的磁場地圖，并且每6-12個(gè)月更新一次。我們注意到世界磁場模型的詳細(xì)情況與極地高緯度地區(qū)并不相符，因?yàn)檎`差平均超過了1度網(wǎng)格角，這使得我們開始考慮是否需要發(fā)布更新數(shù)據(jù)。

更重要的是，地球核心磁場似乎在減弱，這可能地球磁場即將翻轉(zhuǎn)的一個(gè)信號(hào)。美國華盛頓大學(xué)地球與空間科學(xué)榮譽(yù)退休教授羅納德·梅里爾(Ronald Merrill)在接受記者采訪時(shí)說：“為了更好地理解該過程是如何發(fā)生，我們應(yīng)當(dāng)從地核磁場運(yùn)行開始了解。理解地球磁場的一個(gè)最簡單方法是想像一個(gè)磁棒穿過地球中心，地球有北極和南極，該磁棒磁性非常強(qiáng)大，大約相當(dāng)于地球表面磁場強(qiáng)度的75%。”

當(dāng)然，這根磁棒并不是一個(gè)完美的“替代品”，它實(shí)際上是產(chǎn)生地球磁場的電流，但是這個(gè)模型使我們更容易想象到地球正在發(fā)生什么變化，具體來講，當(dāng)前“磁棒”不僅在移動(dòng)，而且逐漸變?nèi)?，大約每100年減弱7%。

至于另外25%的磁場，梅里爾表示可能是由其它作用場產(chǎn)生的，你可以將它想象成為另一個(gè)移動(dòng)的“磁棒”。有趣的是，當(dāng)中心磁棒強(qiáng)度減弱時(shí)，第二種較弱的磁場會(huì)對(duì)地球整體磁性產(chǎn)生更大的影響。這就是導(dǎo)致北極磁場向西伯利亞方向移動(dòng)的原因。

地球南北兩極磁場會(huì)周期性交換位置，最后一次磁極翻轉(zhuǎn)發(fā)生在大約78萬年前(大約4.1萬年前地球南北磁極也出現(xiàn)短暫快速的減弱，但事實(shí)上并未出現(xiàn)一次完整的磁極翻轉(zhuǎn))。2018年《美國國家科學(xué)院院刊》發(fā)布的一項(xiàng)研究報(bào)告表明，在磁極大翻轉(zhuǎn)之前，地球磁場會(huì)變得很弱。

雖然磁場翻轉(zhuǎn)仍需數(shù)千年時(shí)間，但是卻能產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。因?yàn)檩^弱磁場在保護(hù)地球免遭太陽風(fēng)(來自太陽持續(xù)不斷的帶電粒子)和宇宙射線(來自深空的輻射沖擊波)的影響方面會(huì)稍差一些。德國地球科學(xué)研究中心(GFZ)磁場進(jìn)化研究小組負(fù)責(zé)人莫妮卡·科特(Monika Korte)表示，磁羅盤將不再精確無誤，同時(shí)監(jiān)測地球天氣和發(fā)送電子信號(hào)的衛(wèi)星也會(huì)受到干擾。

莫妮卡表示，關(guān)于地球遭受的輻射量增加，將伴隨著出現(xiàn)地球磁場屏蔽保護(hù)減少，但目前看來地球大氣層仍能提供足夠的保護(hù)，人類和動(dòng)物都不會(huì)受到影響。然而我們只有在太陽風(fēng)暴或者地磁風(fēng)暴中才能感受到破壞性效應(yīng)，可能會(huì)出現(xiàn)人造衛(wèi)星通訊中斷或者損壞，長途航班飛機(jī)和國際空間站的遭受的輻射劑量會(huì)增加，以及出現(xiàn)地面通訊信號(hào)中斷，GPS信號(hào)失真。

她說：“當(dāng)世界磁場模型發(fā)布之后，我們將繼續(xù)持續(xù)監(jiān)測地球磁場，主要通過歐洲航天局觀測任務(wù)來完成。”測量北極磁場位置是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)，這是因?yàn)榇艠O位于偏遠(yuǎn)區(qū)域，地球磁場的測量受到所有磁場源的影響，包括地球大氣層中的磁場(電郭層和磁層)。地球磁極是否翻轉(zhuǎn)取決于未來磁場的變化，這是我們無法預(yù)測的，如果需要，我們將對(duì)地球磁場模型進(jìn)行一次超常規(guī)更新。