地球磁场反转_范文大全

地球磁场反转

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【专家解析】地球磁场反转

【优秀范文】地球磁场反转

范文一:地球磁场真的会反转吗? 投稿:郑炔炕

科学观测表明,地球磁场形成于34.5亿年前。地球幼年就拥有强大磁场,但地磁场的方向并不是始终不变,经过一段长时间,地磁场会发生反转,改为与原来相反的方向,即原来的地磁北极变成地磁南极,而地磁南极变成地磁北极。地磁场发生反转虽然没有固定的周期,但是在最近约1000万年中大致是每20万年反转一次。那么,人类是如何知道地磁场在过去的方向呢?

  

  地球磁场反转的证据

  

  这是因为岩石遗留有古代地磁场的记录。法国科学家布容于1906年在法国司马夫中央山脉地区对那里的火山岩进行考察时,意外地发现那里的岩石具有与地磁场方向相反的磁性,后来此类发现不断增加。地球的岩石大多含有具有磁性的矿物(磁铁矿等磁性矿物)。这些磁性矿物在岩石处于高温状态时没有磁性,在岩石冷却下来以后才会显示出磁体的性质。这时,岩石中那些小磁体的取向会变得与地磁场的方向一致。小磁体的取向被固定下来,即使地磁场方向改变,也不会变化。岩石具有的这种磁性叫做“残余磁化”。换句话说,从高温状态冷下来的岩石记录有当时地磁场的信息。因此,调查岩浆等凝固所形成的岩石的残余磁化和有关岩石的形成年代,就可以推定过去的地磁场的方向和大小。系统地将这些物理记录按地质时代的前后顺序排列,就可发现不同年代地磁场的方向和强弱是不一样的,有的时候地磁场方向会发生颠倒过来的情况,即“地磁极反转”现象。科学家能够确定的是,上次地磁反转到现在已经历了78万年。

  

  地磁反转原因还是个谜

  

  由于目前科学家还未能建立可被验证为真实、准确的关于地磁场起源的数学物理模型,因此还没有一个理论能准确描述地磁反转的原因。地球从地表往下,分为地壳、地幔和地核3部分,地核又分为固态的内核与液态的外核两部分。大多数科学家认为液态外核的受热对流及由此产生的平流等磁流体动力学过程产生了地磁场,相当于一部超级“地核发电机”。而自然的推论是:该磁流体动力学活动模式的改变导致了地磁反转。

  

  地球磁场曾反转了多少次?

  

  对于古地磁研究表明,在过去的7600万年中,地磁至少反转过171次。在地球45亿年的生命史中,地磁的方向已经在南北方向上反复反转了好几百次。地球磁场的这种磁极变化,同样存在于更古老的年代里。从大约6亿年前的前寒武纪末期,到约5.4亿年前的中寒武世,是反向磁性为主的时期;从中寒武世到约3.8亿年前的中泥盆世,是正向磁性为主的时期;中泥盆世到约0.7亿年前的白垩纪末,还是以正向极性为主;白垩纪末至今,则是以反向极性为主。如果把地球的历史缩短成一天,在这期间你会发现手上的指南针像疯了似的乱转,一会儿指南一会儿指北。

  

  地震频发与地磁减弱有关吗?

  

  科学证据表明,地球磁场从1830年首次测量至今,已经减弱了近10%。有些科学家认为,地震频发与地球磁场减弱有一定的关系。地球磁场的一个重要功能就是抵御太阳的粒子流即太阳风侵袭,如果迅速减弱,太阳的粒子流会更多地进入地球大气层,消耗两极的臭氧,并与臭氧结合成水,进而破坏极地臭氧层。地磁层的减弱和臭氧层的破坏使更多太阳辐射热量进入地球,增强气候的暖化。而热量首先要集中进入两极地区,北极和南极大陆边缘的海冰因此会大量融化,大洋中的海水增加。当洋壳由于海水增加、压力加大而下降,会压迫洋壳下软流物质向大陆运动,使大陆边缘上升;反之,当某地洋壳由于海水减少而上升时,大陆下软流物质向洋壳运动,使大陆边缘下降。整个地球板块就像玩跷跷板一样,会促使地震发生,并使地震带集中在海陆交界的地区。

  

  地磁反转将影响整个自然界

  

  地球磁极反转将给人类和整个自然界带来相当严重的影响。首先是由其提供的一个至关重要的磁气圈保护层将可能消失。地球磁场犹如地球的一件外套,保护着地球免受外太空的多种致命辐射。如果磁场发生反转,高能粒子将如流星般长驱直入袭击地球,炽热的太阳辐射就会使地球变成不毛之地。即使磁场没有完全消失而只是受到削弱,太阳粒子风暴也会猛击地球大气层,使人类癌症发病率上升。这一天如果真的到来,一些低轨道人造卫星也将完全暴露在太阳电磁风暴的吹打中,不久就会被完全摧毁,人类高科技通信技术网络可能由此陷于瘫痪。另外,许多随季节变化而移居的动物,诸如燕子和羚羊等,几万年来一直依赖先天本能鉴别地球南北极,秋移春返。到时,此类动物或许还包括鲸和鸽子等,都会迷失方向。有科学家甚至因此怀疑,地球磁极反转曾是古人类文明覆灭的原因。

  

  地球磁场又要开始反转了吗?

  

  在过去的180年里,地球磁场强度令人吃惊地下降了10%。许多科学家认为,地球磁场的减弱可能预示着地球将进入下一个磁场反转周期。丹麦行星科学中心一个研究小组详细分析了丹麦“阿斯泰兹”号人造卫星收集的最新资料,在对比新旧数据后惊讶地发现,地球两极的磁场正在变化,南大西洋和北冰洋的磁场都出现了多个大洞。一些科学家分析,南大西洋和北冰洋下方的液体金属地核(外核)可能出现了巨型涡流,从而影响了其上空的磁场。由于巨型涡流的力量足以逆转其他涡流的方向,因此极有可能令地磁场南北极就此开始大反转。

  地球两极反转是否不可避免呢?事实上,对这一现象是否真的会发生,科学界也是众说纷纭。地球磁场反转我们人类没有经过也没有记载。有科学家指出,磁场的变化经常呈波浪形,并且通常需要漫长的时间,所以现在还不能判断这是地球磁极要反转的信号。另外,如果地球磁场真的发生反转,那么磁场的减弱应该是十分普遍的现象,而现在只有个别区域出现了明显的磁场减弱迹象,因此目前断定地磁反转的依据并不充分。有的科学家还表示,假如这一天真的到来,相信人类也会有办法对付,比如建造人工磁场等。还有科学家认为,地磁反转其实是漫长过程,地球磁场只会减弱不会消失,在地磁减弱的过程中,地球生物可能会适应地磁变化。

  【责任编辑】蒲晖

范文二:地球磁场真的会反转吗_ 投稿:覃骫骬

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态冷下来的岩石记录有当时地磁场的信息。因此,调查岩浆等凝固所形成的岩石的残余磁化和有关岩石的形成年代,就可以推定过去的地磁场的方向和大小。系统地将这些物理记录按地质时代的前后顺序排列,就可发现不同年代地磁场的方向和强弱是不一样的,有的时候地磁场方向会发生颠倒过来的情况,即“地磁极反转”现象。科学家能够确定的是,上次地磁反转到现在已经历了78万年。

■林 泉

地磁反转原因还是个谜 由于目前科学家还未能建立可被验证为真实、准确的关于地磁场起源的数学物理模型,因此还没有一个理论能准确描述地磁反转的原

科学观测表明,地球磁场形成于34.5亿年前。地球幼年就拥有强大磁场,但地磁场的方向并不是始终不变,经过一段长时间,地磁场会发生反转,改为与原来相反的方向,即原来的地磁北极变成地磁南极,而地磁南极变成地磁北极。地磁场发生反转虽然没有固定的周期,但是在最近约1000万年中大致是每20万年反转一次。那么,人类是如何知道地磁场在过去的方向呢? 

地球磁场反转的证据这是因为岩石遗留有古代地磁场的记录。法国科学家

布容于1906年在法国司马夫中央山脉地区对那里的火山岩进行考察时,意外地发现那里的岩石具有与地磁场方向相反的磁性,后来此类发现不断增加。地球的岩石大多含有具有磁性的矿物(磁铁矿等磁性矿物)。这些磁性矿物在岩石处于高温状态时没有磁性,在岩石冷却下来以后才会显示出磁体的性质。这时,岩石中那些小磁体的取向会变得与地磁场的方向一致。小磁体的取向被固定下来,即使地磁场方向改变,也不会变化。岩石具有的这种磁性叫做“残余磁化”。换句话说,从高温状

因。地球从地表往下,分为地壳、地幔和地核3部分,地核又分为固态的内核与液态的外核两部分。大多数科学家认为液态外核的受热对流及由此产生的平流等磁流体动力学过程产生了地磁场,相当于一部超级“地核发电机”。而自然的推论是:该磁流体动力学活动模式的改变导致了地磁反转。地球磁场曾反转了多少次?对于古地磁研究表明,在过去的7600万年中,地磁至少反转过171次。在地球45亿年的生命史中,地磁的方向已经

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在南北方向上反复反转了好几百次。地球磁场的这种磁极变化,同样存在于更古老的年代里。从大约6亿年前的前寒武纪末期,到约5.4亿年前的中寒武世,是反向磁性为主的时期;从中寒武世到约3.8亿年前的中泥盆世,是正向磁性为主的时期;中泥盆世到约0.7亿年前的白垩纪末,还是以正向极性为主;白垩纪末至今,则是以反向极性为主。如果把地球的历史缩短成一天,在这期间你会发现手上的指南针像疯了似的乱转,一会儿指南一会儿指北。

地震频发与地磁减弱有关吗?

科学证据表明,地球磁场从1830年首次测量至今,已经减弱了近10%。有些科学家认为,地震频发与地球磁场减弱有一定的关系。地球磁场的一个重要功能就是抵御太阳的粒子流即太阳风侵袭,如果迅速减弱,太阳的粒子流会更多地进入地球大气层,消耗两极的臭氧,并与臭氧结合成水,进而破坏极地臭氧层。地磁层的减弱和臭氧层的破坏使更多太阳辐射热量进入地球,增强气候的暖化。而热量首先要集中进入两极地区,北极和南极大陆边缘的海冰因此会大量融化,大洋中的海水增加。当洋壳由于海水增加、压力加大而下降,会压迫洋壳下软流物质向大陆运动,使大陆边缘上升;反之,当某地洋壳由于海水减少而上升时,大陆下软流

物质向洋壳运动,使大陆边缘下降。整个地球板块就像玩跷跷板一样,会促使地震发生,并使地震带集中在海陆交界的地区。

地磁反转将影响整个自然界地球磁极反转将给人类和整个自然界带来相当严重的影响。首先是由其提供的一个至关重要的磁气圈保护层将可能消失。地球磁场犹如地球的一件外套,保护着地球免受外太空的多种致命辐射。如果磁场发生反转,高能粒子将如流星般长驱直入袭击地球,炽热的太阳辐射就会使地球变成不毛之地。即使磁场没有完全消失而只是受到削弱,太阳粒子风暴也会猛击地球大气层,使人类癌症发病率上升。这一天如果真的到来,一些低轨道人造卫星也将完全暴露在太阳电磁风暴的吹打中,不久就会被完全摧毁,人类高科技通信技术网络可能由此陷于瘫痪。另外,许多随季节变化而移居的动物,诸如燕子和羚羊等,几万年来一直依赖先天本能鉴别地球南北极,秋移春返。到时,此类动物或许还包括鲸和鸽子等,都会迷失方向。有科学家甚至因此怀疑,地球磁极反转曾是古人类文明覆灭的原因。

地球磁场又要开始反转了吗?

在过去的180年里,地球磁场强度令人吃惊地下降了

10%。许多科学家认为,地球磁场的减弱可能预示着地球将进入下一个磁场反转周期。丹麦行星科学中心一个研究小组详细分析了丹麦“阿斯泰兹”号人造卫星收集的最新资料,在对比新旧数据后惊讶地发现,地球两极的磁场正在变化,南大西洋和北冰洋的磁场都出现了多个大洞。一些科学家分析,南大西洋和北冰洋下方的液体金属地核(外核)可能出现了巨型涡流,从而影响了其上空的磁场。由于巨型涡流的力量足以逆转其他涡流的方向,因此极有可能令地磁场南北极就此开始大反转。

地球两极反转是否不可避免呢?事实上,对这一现象是否真的会发生,科学界也是众说纷纭。地球磁场反转我们人类没有经过也没有记载。有科学家指出,磁场的变化经常呈波浪形,并且通常需要漫长的时间,所以现在还不能判断这是地球磁极要反转的信号。另外,如果地球磁场真的发生反转,那么磁场的减弱应该是十分普遍的现象,而现在只有个别区域出现了明显的磁场减弱迹象,因此目前断定地磁反转的依据并不充分。有的科学家还表示,假如这一天真的到来,相信人类也会有办法对付,比如建造人工磁场等。还有科学家认为,地磁反转其实是漫长过程,地球磁场只会减弱不会消失,在地磁减弱的过程中,地球生物可能会适应地磁变化。

【责任编辑】蒲 晖

范文三:地球磁极将反转? 投稿:周雑雒

前不久,有国外媒体报道,专家认为地球两极目前正处在反转的阶段,但尚不能确定何时发生。一旦反转,地球生命将暴露在具有穿孔突破臭氧层能力的太阳风中,甚至可能给人类带来灭顶之灾。

  每隔50万年一次?

  早在16世纪末,英国物理学家威廉·吉尔伯特做实验时把一块吸铁石磨制成圆球形,用小磁针测试这个圆球面上的磁力分布。结果他发现,小磁针倾斜的情况与当时地面上实测的磁倾角很相似。由此他断言,地球本身就是一个巨大的球形磁体,并且地球的磁性是从地球内部发出。

  在前些年,“地球磁场反转说”曾是“地球毁灭说”传闻之一。而所谓的“地磁反转”就是地球内部的某种机制使得南极变北极、北极变南极。

  其实, 科学家早就知道地球磁极会漂移、倒转。1831年英国学者到达北极时才发现北极和磁北极相隔一段距离,并定下磁北极点的位置。但到了1904年,挪威学者重测磁北极点时,发现它比原来位置移动了50千米。现在人们已知道20世纪的100年里,磁北极点一直在加速漂移,每年平均约移动10千米,两极磁场也在减弱,故长此下去,地磁是会发生倒转的。“地球磁极早晚会倒转,通过以前的观测可以知道,地球的磁极会有一个南北极互换的现象,但这个周期非常长,绝不可能在很短时间内完成,因此在我们的有生之年不可能遇到这种事情。”北京天文馆馆长朱进曾表示。

  而英国利兹大学的地磁学专家安迪·杰克逊博士表示,地球磁极倒转一般每隔50万年出现一次,但自上次发生后,已有75万年没有出现过了。

  磁场崩塌或反转无实据

  近年来,许多地质学家也认为,在过去的7600万年中地球磁极至少反转过171次,因为许多国家已经从地质勘测中查到了地磁反转的证据。中科院国家天文台研究员李竞也指出,在恐龙存在的1.6亿年间,至少曾历经3次北极变成南极,南极变成北极,但并未引发生物灭绝等毁灭性事件,至少没有导致恐龙的灭绝。

  地球是一个分层的实心球体,分地壳、地幔、外核和内核等,人类居住在地球表面。“现有的钻探技术,连地底下一万米都不到。人类对地心的科学认识和能力受到很大限制,地球内部的未解之谜依然很多。”国家空间天气监测预警中心研究员、空间天气预报台台长薛炳森表示,到目前为止,科学家并没有完全了解地球磁场是怎样产生的、它发生变化的原因以及发生这些变化的时间表等。“在地球深处,一个活动剧烈的熔岩核产生一个具有让地球抵御毁灭性太阳风能力的磁场”,这种地球磁场的理论是目前人们比较容易接受的假说。

  国外有科学家称,地球磁场在过去200年中减弱了15%,这可能是地球两极将要反转的迹象。

  薛炳森指出,精确观测地球磁场变化,最近四五十年才有相关仪器设备。目前有些地区地磁场强度确实在下降,但是否意味着磁场强度会持续降低、将会在未来千百年的尺度内发生反转,科学界还存在很大争议。目前没有实际数据证明地球磁场正在崩塌或反转。(据北京日报)

范文四:地球磁场或将反转地球恐面临灾难性影响 投稿:孔鈗鈘

地球磁场或将反转 地球恐面临灾难性影响

地球磁场不仅能保护生物免受强烈宇宙射线和太阳风的侵袭,还影响全球通信、动物迁徙和天气模式。

据报道,科学家称,地球磁场在过去200年中已减弱了15%,这有可能是地球磁场将反转、两极颠倒的先兆,而这将给地球及人类带来灾难性影响。

科学家说,如果反转真的发生,地球将遭遇强烈太阳风并可能引发持续数月的大规模停电。此外,反转还将导致地球气候发生剧烈变化,并使人类因遭受更多的宇宙辐射而患癌率大幅提升。

科学家同时表示,地球磁场每100万年就会反转4到5次,尽管现在出现一些迹象,但目前掌握的研究成果还不能确定地球磁场即将反转。

不过,科学家还指出,尽管磁场反转会给人类带来严重问题,但并不会带来毁灭性影响。“地球过去经历过许多次反转,但尚无证据表明反转与生物大规模灭绝有关,”

范文五:地球磁场或将反转地球恐面临灾难性影响 投稿:吕壚壛

地球磁场或将反转 地球恐面临灾难性影响

2014年01月28日 15:26

来源:中国日报网

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地球磁场不仅能保护生物免受强烈宇宙射线和太阳风的侵袭,还影响全球通信、动物迁徙和天气模式。

据英国《每日邮报》网站1月27日报道,科学家称,地球磁场在过去200年中已减弱了15%,这有可能是地球磁场将反转、两极颠倒的先兆,而这将给地球及人类带来灾难性影响。

科学家说,如果反转真的发生,地球将遭遇强烈太阳风并可能引发持续数月的大规模停电。此外,反转还将导致地球气候发生剧烈变化,并使人类因遭受更多的宇宙辐射而患癌率大幅提升。

科学家同时表示,地球磁场每100万年就会反转4到5次,尽管现在出现一些迹象,但目前掌握的研究成果还不能确定地球磁场即将反转。

不过,科学家还指出,尽管磁场反转会给人类带来严重问题,但并不会带来毁灭性影响。“地球过去经历过许多次反转,但尚无证据表明反转与生物大规模灭绝有关,”英国利物浦大学地球、海洋和生态科学教授霍姆说。

(来源:中国日报网刘世东编辑:周凤梅)

范文六:地球磁极面临大反转 投稿:方昸昹

地球磁极面临大反转? 专家:磁场正在迅速减弱 2014年02月12日 11:25

来源:中国新闻网 作者:刘洪宇

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地球磁极面临大反转?

强烈的太阳风暴每隔大约11年就要来一次,不过从百年来的发生情况来看,似乎对我们影响不大,为什么呢?因为地球有个大盾牌,那就是地球磁场,它消解了绝大部分来自太阳的高能粒子和带电粒子。然而近期的科学研究表明,地球磁场正在迅速减弱,这是否意味着又一次地球磁极翻转的开始? 2012年左右新一轮太阳风暴又要来了,有人预测会来得很猛烈,这个盾牌会在多大程度上保护我们的地球?

地球之“盾”――磁层正迅速变弱

辽宁日报:近来关于太阳风暴的报道引起了人们的关注,比如8月上旬暴发的一次太阳风暴已经到达地球,只是这次强度较小,有科学家预测未来几年将很强烈,也许会给地球带来灾难性影响,而我们今天讨论的就是地球面对太阳风暴的一个重要的自我保护措施――地球磁场,那么您觉得地球磁场是否能肩负起抗击未来几年强烈太阳风暴的重任?

杨学祥:最强烈的太阳风暴源于太阳黑子活动的峰年期。黑子的实质是剧烈活动的呈紧密缠绕状态的太阳环向磁场,它像拉紧的皮筋,易被扯断,扯断之后太阳大气中的能量会释放出来,形成耀斑,向太阳系空间发射出大量高速高能粒子和带电粒子的混合体等,形成强烈的太阳风,我们习惯称它为“太阳风暴”。这些被抛射出的粒子会到达地球,撞击地球磁场和大气层,但绝大部分太阳高能粒子被阻挡在地球磁层之外,仅有少量沿着地球磁力线进入地球。地球磁场的磁力线从南极流向北极,在两极地区形如漏斗,尖端对着地球的南北两个磁极,因此粒子流会沿着地磁场这个“漏斗”沉降,一般进入地球的两极地区,两极的高层大气,受到轰击后会发出光芒,形成极光。地球磁场实际上是对太阳风暴起到了一个屏蔽、抵御和保护地球的作用。

辽宁日报:看来地球磁场的作用还是很大的。

杨学祥:地球磁场是地球的重要物理场和环境因素之一,展布的空间很大,包围地球,保护着地球上的生物免受宇宙辐射的伤害,起到“盾”的作用,其中就包括把绝大部分太阳风粒子阻挡在地球之外,对人类的生存和发展起着至关重要的作用。

辽宁日报:人们关注太阳风暴,往往注重其本身的强度,比如通过观测黑子活动的情况、太阳释放粒子的密度来判断太阳风暴的规模,进而分析对地球可能造成的影响,这没错,但

既然磁场对太阳风暴有一个抵御的作用,那么我们就不仅要关注“矛”有多锋利,还要关注我们的“盾”是否坚硬。

杨学祥:是的,我们一方面要观察、研究太阳风暴本身,一方面还要考虑地球磁场和大气的防护能力,两者综合起来才能把影响考虑周全。尤其是地球磁场,不但被我们关注得少,而且这个“盾”也并不让人乐观,有研究发现,我们的地球磁场正在减弱。

历史上的磁极反转都伴随着磁场异常和强度减弱

辽宁日报:磁场强度在变弱?

杨学祥:科学家的近期研究表明:地球磁场正在迅速减弱。在过去的160年里,磁场强度令人吃惊地下降了10%。比如丹麦行星科学中心一个研究小组,详细分析了丹麦“阿斯泰兹”号人造卫星收集的最新资料,在对比新旧数据后惊讶地发现,地球两极的磁场正在变化,南大西洋和北冰洋的磁场都出现了多个大洞。科学家分析,南大西洋和北冰洋下方的液体金属地核(外核)可能出现了巨型涡流,从而影响了其上空的磁场。由于巨型涡流的力量足以逆转其他涡流的方向,因此极有可能令地磁场南北极就此开始大翻(反)转。另外通过对1980年~2000年的地球磁场研究发现,地球磁场存在很大的地理差异:在亚洲、太平洋地区磁场变化较小,非洲、欧洲和大西洋的变化非常大,变化最大的地区是非洲南端,在这个地区的磁场极性与正常的极性刚好相反。

辽宁日报:这是否预示着出现另一次地磁翻转的开始?听说地球历史上出现过多次“磁极反转”。

杨学祥:磁极反转作为地质事件,在地球发展史上曾经出现过,许多国家已经从地质勘测中研究火山岩和沉积物中的金属粒子所构成的远古磁场查到了地磁反转的证据。研究发现,磁场在最近600万年间发生了三次翻转,这三次的间隔时间不等,最近的一次翻转是在70万年前。所以“翻转”是在很长的时间尺度上发生的。而地磁场发生逆转前,磁力急剧减弱,甚至出现零磁场,就是说磁场衰减是翻转过程中的一种现象。目前有些地区地磁场的强度确实有下降的趋势,但是否意味着磁场的强度还会持续降低,是否意味着地磁将要在未来千百年的尺度内翻转,科学家还存在争议,没有定论,需要继续观测和深入研究,英国的《自然》杂志和美国的《科学》杂志近几年都相继发表相关的文章对这一现象进行了探讨。

辽宁日报:那么,为什么会产生地球磁极翻转或者说倒转的情况?地球磁场是怎么产生的?

杨学祥:地球是一个各圈层差异旋转的分层地球,即地壳、上地幔、下地幔、外核和内核旋转的角速度不同,其中内核快速旋转,由固态的铁组成,外核是黏滞性很低的导电液态

铁;在差异旋转及各种天体的作用力下,在外核尤其是内外核交界处形成快速旋转的环形电流,从而生成了地磁场。地核和地幔的差异旋转导致圈层角动量交换,部分自转动能通过摩擦转变为热能,积累在外核,形成地球内部唯一的液态圈层。与此同时,由于角动量交换,地核旋转变慢,地幔旋转变快,圈层差异旋转方向发生反向变化,导致地球磁极倒转。所以,地磁变化与外核旋转热涡流密切相关。根据人造卫星过去20年录得的磁场变化数据,发现在地下深层产生地球引力的熔流,在接近南北极位置出现巨大旋涡,并以加强磁场逆转的方向转动,因而削弱现有磁场,可能会导致两极易位。

辽宁日报:地球磁极反转对地球会产生怎样的影响?

杨学祥:地磁极反转首先能引发强烈的构造运动。热能积累在外核导致地核膨胀,胀裂地幔,核幔边界的地幔热流――热幔柱顺势上升,形成地表巨大火山区。这是中生代温暖期火山频发与异常的静磁带(地磁极性长期不变带)对应的原因。其次,地磁极性反转会产生一个地磁强度为零的时期。大家知道地球生物曾经发生过大灭绝的现象,比如某些有孔虫在几百万年前之突然全部灭种、中生代恐龙之突然灭绝等,但同时一些其他种类的动物突然出现,比如哺乳动物,这些突变都与地磁反转在时间上有吻合之处。是否是由于失去地磁的保护,太阳风的高能粒子横扫地球表面导致生物灭绝?这值得我们研究,特别是零磁场与生物演进的关系。但确切的关系是怎样的,我们还不清楚,因为目前来说在数据上的证据并不充分。另外,利用现在技术进行模拟实验研究也没有可行性,任何一个实验室都无法完成如此巨大规模的模拟实验。

磁场减弱将使南北两极海冰大量融化

辽宁日报:也许发生磁极反转将在很遥远的未来,而且磁极反转的具体影响还未弄清楚,但我们还是要对目前磁场的减弱予以关注,因为要发生强烈的太阳风暴了,地球磁场的减弱是否会对其“抵抗”太阳风暴、保护地球不利?

杨学祥:太阳风暴发生过程中来自太阳的带电粒子很容易迸入极区产生电离作用,产生极光,引起磁暴和电离层暴,它在地磁场中的运动会产生强大的感应电流,其结果可能导致该地区电网变压器的铜线快速加热并融化,电流失去控制,严重损坏该地区的电力系统、通讯线路,如果地球磁场强度减弱,捕获能力就会减弱,那么发生电离的范围就会扩大,电网等被损害的范围可能会随之加大。

辽宁日报:记得2009年美国科学家在对2012、2013年的太阳风暴预测及报告中提到“美国、加拿大,甚至中国、日本等会出现全国性停电”的情况,按以前发生的太阳风暴来看,不会对中国、日本这样的总体上属于中纬度的国家产生太大的影响,但这次他们的预测如此悲观,是否就是把地磁变化考虑进去了?

杨学祥:因为还没有看到报告科研方面的原文,所以其具体的预测根据还不得而知,但地磁变化应该成为我们研究这次太阳风暴影响的重要的考虑因素,加以重视。

辽宁日报:在地磁减弱、太阳风暴猛烈的情况下,地球的气候、天气是否也会受其影响? 杨学祥:计算机模型的计算结果表明,如果两个磁极的强度继续减弱,则来自太阳的粒子流便可能使高达40%的地球高纬度臭氧被破坏,每次的破坏时间将长达数月至一年之久,这也为南北极海冰融化提供了合理的解释。

辽宁日报:您具体给我们讲讲。

杨学祥:到达地球的太阳辐射能大约有2%被平流层的臭氧吸收,7%被电离层吸收。当黑子活动高峰发生太阳风暴时,会大量破坏南极臭氧,随之产生“臭氧洞漏能效应”和“地磁层漏能效应”,使被臭氧层阻隔的2%的太阳能由平流层进入对流层,导致南极平流层变冷对流层变暖。收缩的平流层自转变快,膨胀的对流层自转变慢,这是赤道高空风产生的一个原因。拉马德雷现象就是太平洋上空高速气流方向转换的现象,拉马德雷暖位相增强厄尔尼诺事件,拉马德雷冷位相增强拉尼娜事件,从而影响大气环流和全球气候变化。这两个“漏能效应”也使太阳能量进入两极,北极和南极大陆边缘的海冰大量融化,打开南美洲德雷克海峡的海冰开关,减弱秘鲁寒流,进一步增强厄尔尼诺现象。与此同时,增高的海洋表面温度使更多氯元素从海洋进入大气,使臭氧洞进一步扩大,从而进一步影响气候,增加灾害性天气发生的几率。地球历史表明,强地磁场对应地球的寒冷气候,如第四纪冰期;弱地磁场对应高温气候,如中生代的温暖期。地磁场减弱也是全球变暖的原因之一:地磁场减弱导致更多太阳能量进入地球。

地球磁场本身异常是引起气候、地质等变化的重要因素

辽宁日报:太阳风暴的各种粒子会干扰地球的磁场,如果非常强烈的话,是否会使地球磁场本身发生较明显的变动?

杨学祥:太阳风和地磁暴的相关性是明显的,会引起高层大气磁活动和环形电流的相应变化。已有研究表明,太阳风与地球磁层顶相互作用,在极区上空的电离层中形成极区电急流。极区电急流通过地球磁力线传至中低纬度地区的电离层中,扰动电离层,不久之后,会发生灾害性天气。所以,地表和大气的电磁变化值得关注。

辽宁日报:那么,地球磁场本身的变化对地球,比如气候变化、地质变化有无影响? 杨学祥:人们普遍忽视地电和地磁的存在,认为它们很微弱。事实并非如此。一个偶然的机会,我发现一片树林明显地向北方倾斜,原来北部有平行的高压电线,电磁能对树林而

言竟比太阳光更具有吸引力。地磁场的异常变化使地表地电场也发生变化,形成地电正异常区和负异常区。地表水从地电正异常区蒸发到高空,带的是正电;从地电负异常区蒸发到高空,带的是负电。带有异种电荷的云团最容易相互吸引而形成雷雨。相反,带有同种电荷的云团相互排斥,形成该地区的干旱。冰岛、非洲中西部和南大西洋是三个负电异常区,它们之间的地区是明显的干旱区,其中就有最干旱的撒哈拉沙漠;其两侧的北美洲和亚洲是正电异常区,在正、负电异常的交界带,是高降水量区。当电磁异常区发生变动时,电场的强度和极性也发生相应变化,由此引起的降水量改变导致全球旱涝灾害在不同地区发生。

谈到地质变化,地磁地电还与地震有密切关系,现在地震观测的一个重要手段就是对地磁(电)的监测。至于内在的机理,举个例子,携带大量磁性粒子的地下岩浆因为失去地磁的束缚而改变流向和流速,流向的改变将使地球固有板块的运动规律发生变化,而流速的降低将使岩浆自身的温度平衡机制遭到破坏,使地球不同部位之间地温温差增大,这将会产生地震频率和强度的增加。

辽宁日报:听您这么一说,感觉地球磁场及其变化太重要了,与抵御太阳风暴、气候变化、地质灾害都有密切的关系,看来我们应该密切注意地球磁场变化以做好各方面的预测、预防。

杨学祥:是的,应该说我们对地球磁场的重视程度及研究水平还很不够,但是正像你说的那样,种种迹象和研究表明,地球磁场是地球变化的重要因素,我们必须加强这方面的研究,特别是与太阳风暴关系的研究。近年来,全球地震、干旱、洪水、高温等极端气候的出现,不能排除和地磁减弱的关联。如果在今后若干年内,这些灾害气候频率和强度有增加趋势的话,并且地表测得宇宙射线辐射剂量同步增大,则可以确认这种关联。

辽宁日报:谢谢您的讲解。

专家档案

杨学祥,吉林大学地球探测科学与技术学院教授。主要从事地球动力学和自然灾害研究,发表文章近百篇,出版专著《地球差异旋转动力学》。主持完成国家自然科学基金资助项目“地球各圈层能量交换过程与全球变化的关系”。 2000年被评为吉林省第六批有突出贡献的中青年专业技术人才。 2004年和2010年被聘为中国地球物理学会天灾预测专业委员会委员。

范文七:地球磁场大翻转 投稿:曾阞队

地球磁场大翻转 近日,科学家称地球磁场在过去 200 年中已减弱了 15%,这有可能是地球磁场将反转、 两极颠倒的先兆。地球磁极反转真的会发生吗?地球磁极异常对地球人有影响吗?[详 细] [网友评论] 外媒: 地球磁场或将反转 地球恐面临灾难性影响 地球磁场在过去 200 年中已减弱了 15% 据英国《每日邮报》网站 1 月 27 日报道,科学家称,地球磁场在过去 200 年中已减弱 了 15%,这有可能是地球磁场将反转、两极颠倒的先兆,而这将给地球及人类带来灾难性 影响。 科学家说,如果反转真的发生,地球将遭遇强烈太阳风并可能引发持续数月的大规模 停电。此外,反转还将导致地球气候发生剧烈变化,并使人类因遭受更多的宇宙辐射而患癌 率大幅提升。[详细] 为什么会出现磁场反转? 地球是一个各圈层差异旋转的分层地球,即地壳、上地幔、下地幔、外核和 内核旋转的角速度不同,其中内核快速旋转,由固态的铁组成,外核是黏滞性很 低的导电液态铁;在差异旋转及各种天体的作用力下,在外核尤其是内外核交界 处形成快速旋转的环形电流,从而生成了地磁场。地核和地幔的差异旋转导致圈 层角动量交换,部分自转动能通过摩擦转变为热能,积累在外核,形成地球内部 唯一的液态圈层。与此同时,由于角动量交换,地核旋转变慢,地幔旋转变快, 圈层差异旋转方向发生反向变化,导致地球磁极倒转。所以,地磁变化与外核旋

转热涡流密切相关。根据人造卫星过去 20 年录得的磁场变化数据,发现在地下深 层产生地球引力的熔流,在接近南北极位置出现巨大旋涡,并以加强磁场逆转的 方向转动,因而削弱现有磁场,可能会导致两极易位。[详细] 调查   1.您认为地球磁极会崩塌吗? 会 不会 说不清 有影响, 引起气候、 地质等变化等 没 2.您认为地球磁极反转会对地球人造成影响吗? 有影响,杞人忧天 点击查看结果>> 说不清 地球磁场本身异常是引起气候、地质等变化的重 要因素 地球磁极变化将产生什么影响? 人们普遍忽视地电和地磁的存在,认为它们很微弱。事实并非如此。一个偶 然的机会,我发现一片树林明显地向北方倾斜,原来北部有平行的高压电线,电 磁能对树林而言竟比太阳光更具有吸引力。地磁场的异常变化使地表地电场也发 生变化,形成地电正异常区和负异常区。地表水从地电正异常区蒸发到高空,带 的是正电;从地电负异常区蒸发到高空,带的是负电。带有异种电荷的云团最容 易相互吸引而形成雷雨。相反,带有同种电荷的云团相互排斥,形成该地区的干 旱。冰岛、非洲中西部和南大西洋是三个负电异常区,它们之间的地区是明显的 干旱区,其中就有最干旱的撒哈拉沙漠;其两侧的北美洲和亚洲是正电异常区, 在正、负电异常的交界带,是高降水量区。当电磁异常区发生变动时,电场的强 度和极性也发生相应变化,由此引起的降水量改变导致全球旱涝灾害在不同地区 发生。 谈到地质变化,地磁地电还与地震有密切关系,现在地震观测的一个重要手 段就是对地磁(电)的监测。至于内在的机理,举个例子,携带大量磁性粒子的地下 岩浆因为失去地磁的束缚而改变流向和流速,流向的改变将使地球固有板块的运 动规律发生变化,而流速的降低将使岩浆自身的温度平衡机制遭到破坏,使地球 不同部位之间地温温差增大,这将会产生地震频率和强度的增加。 [详细] 磁场减弱将使南北两极海冰大量融化

到达地球的太阳辐射能大约有 2%被平流层的臭氧吸收,7%被电离层吸收。 当黑子活动高峰发生太阳风暴时,会大量破坏南极臭氧,随之产生“臭氧洞漏能效 应”和“地磁层漏能效应”,使被臭氧层阻隔的 2%的太阳能由平流层进入对流层, 导致南极平流层变冷对流层变暖。收缩的平流层自转变快,膨胀的对流层自转变 慢,这是赤道高空风产生的一个原因。拉马德雷现象就是太平洋上空高速气流方 向转换的现象,拉马德雷暖位相增强厄尔尼诺事件,拉马德雷冷位相增强拉尼娜 事件, 从而影响大气环流和全球气候变化。 这两个“漏能效应”也使太阳能量进入两 极,北极和南极大陆边缘的海冰大量融化,打开南美洲德雷克海峡的海冰开关, 减弱秘鲁寒流,进一步增强厄尔尼诺现象。与此同时,增高的海洋表面温度使更 多氯元素从海洋进入大气,使臭氧洞进一步扩大,从而进一步影响气候,增加灾 害性天气发生的几率。地球历史表明,强地磁场对应地球的寒冷气候,如第四纪 冰期;弱地磁场对应高温气候,如中生代的温暖期。地磁场减弱也是全球变暖的 原因之一:地磁场减弱导致更多太阳能量进入地球。[详细] 最新模型解释地球磁场诡异向西移动 地球磁场保护了地球不受到来自太阳带电粒子流的影响,避免它成为贫瘠的、类似火 星的不毛之地。在过去的 300 年间,科学家们记录了磁场向西漂移的特征,却一直无法解释 其中的原因。基于之前研究获得的见解,以及近四个世纪收集的数据,一支国际科学家小组 提出了一个新模型,以解释地球磁场向西漂移的原因。 基于长达 400 年收集的数据,包括十多年的持续全球卫星观测,奥伯特的研究小组创 造了第一个解释磁场向西漂移的模型。 引力导致内核和地幔对齐, 逼迫外核的流体金属形成 巨大的旋转漩涡,也被称为环流。这些环流大的深至 2700 千米深处的地幔层,较小的环流 则靠近地表。 由于这些环流主要集中在低纬度地区, 核心对流驱逐它们并推动它们向西移动, 模型这样显示。[详细] 没有证据表明地球磁场在崩塌 地球磁场在崩塌?专家:目前尚无证据 地球磁场正在崩塌,将从根本上影响全球气候,毁掉电网。记者为此专访了 中国气象局空间天气预报台台长薛炳森,他表示:没有实际数据证明地球磁场正

在崩塌或反转;退一步讲,即便崩塌或反转,这个过程也会相当缓慢,几千万年 或上亿年都有可能。而且因为地球的大气层非常厚,太阳风的带电粒子对全球气 候和人类影响也极其有限。 地球是一个分层的实心球体,分地壳、地幔、外核和内核等,人类居住在地 球表面。现有的钻探技术,到地底下一万米都不到。人类对地心的科学认识和能 力受到很大限制,对地球内部不知道的东西依然有很多。到目前为止,科学家并 没有完全了解地球磁场是怎样产生的、它发生变化的原因以及发生这些变化的时 间表等。“在地球深处,一个活动剧烈的熔岩核产生一个具有让地球抵御毁灭性太 阳风能力的磁场”,这种地球磁场的理论是目前人们比较容易接受的假说。地球磁 场在过去 200 年中减弱了 15%,这应该是实验推导的结果。精确观测地球磁场的 变化,最近四五十年才有相关的仪器设备。目前有些地区地磁场的强度确实在下 降,但是否意味着磁场的强度还会持续降低,是否意味着地球磁场将要在未来千 百年的尺度内翻转,科学家还存在很大的争议,没有定论,需要继续观测和深入 研究。目前,没有实际数据证明地球磁场正在崩塌或反转。”[详细] 太阳磁场将“转” 地球人无须担心 太阳的南北磁极大约每隔11年逆转一次,磁北极会变成磁南极,而磁南极则变成磁 北极,磁场逆转发生在每次太阳活动的高峰期。关于此次太阳磁场逆转何时能完成,斯坦福 大学另一名物理学家托德· 霍西玛表示,应该“不会超过3到4个月”。美国航天局将太阳磁 场逆转形容为一次“大事件”, 因为太阳磁场变化影响的范围延伸上百亿公里乃至超出冥王星 以外,甚至可能影响正在太阳系边缘、即将飞入星际空间的“旅行者1号”探测器。 科学家表示,太阳磁场变化可能对地球周围的空间天气有一些影响,干扰地球上的高 频无线电与卫星通信,但地球表面的天气受影响不大,因此地球人无须担心。[详细] “地球磁极崩塌”是一场“狼来了”式的闹剧也是大自然的提醒,提醒我们人类在不断想 攫取的过程中,要善待地球母亲,不要等到真的“狼来了”时才追悔莫及。

范文八:地球磁场倒转之谜 投稿:蔡褽褾

美国的好莱坞似乎每过一段时间就会推出一部科幻灾难影片,其中有些电影镜头会让科学家笑话,因为影片犯了许多科学错误;而有些镜头则让科学家点头称是,认为确实言之有理。比如,有一部灾难片就假想地球磁场崩溃后的场景。而真实的地球历史上,确实多次出现磁场减弱甚至磁场发生倒转的现象,在过去的1.6亿年中,地球的磁场经常发生倒转,地磁南极变成地磁北极,地磁北极变为地磁南极的事件频繁发生。但地球磁场为什么会倒转呢?直到今天,科学家们还没有定论。

  地下大雪崩

  为了解释地球磁场为什么会倒转,美国的马勒教授提出了一个假说,这个假说认为,地球磁场倒转是地核与地幔边界处的物质“大雪崩”造成的。

  地球的地核分成内地核和外地核两部分,内地核是固态的铁芯(据猜测还含有镍),如月球般大小;外地核则是液态的铁,如火星般大小。地核之上的地幔层由密度很大的岩石组成,它和固态的铁芯把液态的外地核夹在中间。在液态的外地核与岩石质的地幔之间是不规则的边界面,也有地形的起伏,这和地球表面起伏不定的地貌类似。

  多数地质学家认为,地球的磁场产生于外地核液态铁的对流,液态的铁流动起来,相当于电流的性质,而电流能够产生磁场。马勒则进一步认为,外地核的物质对流可能是由于铁在内地核表面结晶所导致的。他分析,在地下5千公里深的地方,是内地核与外地核的交界处,在这里,外地核液态的铁时时结晶为固态,在这个过程中,液态铁里含有的一些密度轻的成分,比如氧、硫和硅,被释放并上升到距离地面2 900公里深的核幔边界处。核幔边界处的温度比内地核表面低1千摄氏度左右,因此那些轻的成分在核幔边界冷却,并浓缩成泥泞的沉积物。每1百万年大概会堆积出几十米厚的沉积层,这些沉积物向上“落”在地幔下表面不平坦的地形上。由于核幔边界的地形起伏不定,有的地方比较陡峭,沉积物甚至会沿着斜坡滑动。在轻密度沉积物向上升的过程中,在沿途会使外地核的液态铁向内地核的方向流动,碰到坚固的内核后,液态铁流又会返回。科学家猜测,铁流的往返运动使地球出现了磁场,在正常时期,磁场是稳定的。

  沉积物的积累和滑落过程每时每刻都在发生,液态铁流的往返运动同样也是每时每刻都在发生,但是地球磁场的倒转却并不是那么频繁的。因此马勒猜测,地下铁流和沉积物正常的上升和下落并不会强烈地改变地球磁场,只有那些剧烈的地下物质“大雪崩”,才会使地下发生翻天覆地的变化,地球磁场发生混乱,甚至出现磁场的倒转。上涌的物质流还会加热地核之上的地幔,让一些岩浆奔涌到达地球表面,形成大面积的火山岩。

  地磁倒转的根本原因

  马勒相信,只有很少的事件能够引发核幔边界的沉积物大雪崩,比如,当一个小行星或彗星以倾斜的角度撞击地球表面时,地下壳幔边界处的沉积物质会被侧向推移,厚重如山一般的沉积层剧烈振荡,破坏了外地核液态铁流的正常流动,搅动了地下世界,地球的磁场因此而发生倒转。

  小行星撞击地球带来的生物大灾难是大家所熟知的,人们发现,伴随着小行星的撞击,地下岩浆会喷涌出来,形成面积广大的玄武岩。撞击是如何使地下物质以岩浆的形式喷出,形成玄武岩(火山岩的一种)覆盖地球表面的呢?马勒根据自己的假说认为,小行星或彗星撞击地球后,核幔边界处的沉积物被振荡,热的铁流会在某些薄弱处与地幔接触,迅速加热地幔物质,产生的岩浆上升到地壳的缝隙处,喷涌上来形成大面积的玄武岩。

  马勒用自己的“地下大雪崩假说”将地外星体撞击和地下物质运动联系了起来,描述了地磁倒转时发生的一连串的事件:

  小行星或彗星倾斜撞击到地球上;

  撞击在地表引发了生物大绝灭;

  撞击搅乱了核幔边界的沉积层,使地球磁场在几千年中崩溃;

  岩浆喷涌出地表,形成玄武岩;

  撞击甚至造成了地下物质上百万年的振荡;

  最后,地球磁场缓慢地重建,地球磁极再次形成,发生了倒转。

  不过,有些学者质疑,引起恐龙灭绝的星体撞击事件确实曾伴随着印度德干高原大面积的玄武岩的出现,但是当时却并没有发生地磁的倒转,这又该如何解释呢?马勒认为,原因很简单,6 500万年前的那次撞击是一次直立撞击。

  造成恐龙绝灭的那颗星体撞到了中美洲尤卡坦半岛上,形成了一个大型的撞击坑。地质研究显示,尤卡坦半岛的大型撞击坑确实是直立撞击的产物。直立撞击不会在地幔和地核边界产生水平方向的分力,因此就无法造成那里的沉积物大雪崩,也就不会出现地磁倒转。而倾斜撞击则不同,一次大的倾斜撞击将强烈地影响核幔边界的沉积物状态,引发地磁倒转。

  “预言”过去

  利用自己的假说,马勒居然“预言”了一个人们没有注意到的远古现象。

  在地球磁场倒转的历史纪录中,有一个被称为“漫长沉寂”的时期,这个时期从距今1.2亿年前开始,持续了3 500万年,竟然一次地磁倒转也没有发生过。在这个时期结束后,地磁倒转再次出现,而且又开始频繁发生,就像正常的时候一样。以前的科学家对这个反常的现象无法做出合理的解释。

  根据自己的假说,马勒断定,“漫长沉寂”说明地下沉积物不发生大雪崩,表明此前必定有一次剧烈的撞击“消耗”了大量的沉积物。在沉积物大雪崩导致地磁倒转后,由于沉积物的积累需要一定的时间,没有聚集足够的沉积物,即使发生星体撞击地球的事件,也不可能再次引发大雪崩,导致长时间根本没有地磁倒转的情况。因此,在漫长正常时期开始前,应该有一次剧烈的撞击事件,而且伴随着撞击事件,应该有岩浆涌出,形成大面积的玄武岩。然而,令他烦恼的是,他并没有在地质资料中找到这样的证据。

  难道自己的假说错了?马勒把自己的困惑讲给一位著名的地质学家阿瓦尔斯。阿瓦尔斯不是别人,正是首先提出恐龙绝灭由地外星体撞击引起,并找到证据的地质学家。阿瓦尔斯告诉马勒,他使用的玄武岩资料仅仅是大陆上的,因此并不完整。全球最大的玄武岩区域其实位于西太平洋洋底,正好形成于1.2亿年前,和地球磁场倒转的“漫长沉寂”时期开始的时间吻合。

  这真是个出乎意料的好消息。马勒很高兴,因为他“预言”了这个过去的现象,虽然海底玄武岩很早之前就被别人发现了,但他此前并不知情。显然,1.2亿年前地球发生剧变,核幔边界处的沉积物大雪崩,造成了地磁倒转,此后的漫长时间里,沉积物虽然也在积累,但是量很少,无法形成使地磁再次倒转的力量。这就是对“漫长沉寂”的合理解释。

  人类还不可能去地心旅行,要亲眼看到地下的物质大雪崩,目前还不可能。不过面对地球磁场倒转这个重大问题,马勒觉得即使无法亲眼目睹地下那壮观的场面,自己也已经找到了正确的答案。

范文九:地球磁场倒转之谜 投稿:莫槚槛

美国好莱坞似乎每过一段时间就会推出一部科幻灾难影片,其中有些电影镜头会让科学家笑话,因为影片犯了许多科学错误;而有些镜头则让科学家点头称是,认为确实言之有理。

  比如,有一部灾难片就假想地球磁场崩溃后的场景。而真实的地球历史上,确实多次出现磁场减弱甚至磁场倒转的现象,在过去的1.6亿年中,地磁南极变成地磁北极、地磁北极变为地磁南极的事件频繁发生。

  但地球磁场为什么会倒转呢?直到今天,科学家们还没有定论。

  为了解释地球磁场为什么会倒转,美国的马勒教授提出了一个假说,这个假说认为,地球磁场倒转是地核与地幔边界处的物质“大雪崩”造成的。

  地球的地核分成为内地核和外地核两部分,内地核是固态的铁芯(据猜测还含有镍),如月球般大小;外地核则是液态的铁,如火星般大小。

  地核之上的地幔层由密度很大的岩石组成,它和固态的铁芯把液态的外地核夹在中间。在液态的外地核与岩石质的地幔之间是不规则的边界面,也有地形的起伏,这和地球表面起伏不定的地貌类似。

  多数地质学家认为,地球的磁场产生于外地核液态铁的对流,液态的铁流动起来,相当于电流,而电流能够产生磁场。马勒则进一步认为,外地核的物质对流可能是由于铁在内地核表面结晶所导致的。

  他分析道,在地下5000公里深的地方,是内地核与外地核的交界处,在这里,外地核液态的铁时时结晶为固态,在这个过程中,液态铁里含有的一些密度较轻的成分,比如氧、硫和硅,被释放并上升到距离地面2900公里深的核幔边界处。

  核幔边界处的温度比内地核表面低1000℃左右,因此那些轻的成分在核幔边界冷却,并浓缩成泥泞的沉积物。每100万年大概会堆积出几十米厚的沉积层,这些沉积物向上“落”在地幔下表面不平坦的地形上。由于核幔边界的地形起伏不定,有的地方比较陡峭,沉积物甚至会沿着斜坡滑动。

  轻密度沉积物向上升的过程中,在沿途会使外地核的液态铁向内地核的方向流动,碰到坚固的内核后,液态铁流又会返回。科学家猜测,铁流的往返运动使地球出现了磁场,在正常时期,磁场是稳定的。沉积物的积累和滑落过程每时每刻都在发生,液态铁流的往返运动同样也每时每刻都在发生,但地球磁场的倒转却并没有那么频繁。

  因此,马勒猜测,地下铁流和沉积物正常的上升和下落并不会强烈地改变地球磁场,只有那些剧烈的地下物质“大雪崩”,才会使地下发生翻天覆地的变化,从而导致地球磁场发生混乱,甚至出现磁场的倒转。

  上涌的物质流还会加热地核之上的地幔,让一些岩浆奔涌到达地球表面,形成大面积的火山岩。

  马勒相信,只有很少的事件能够引发核幔边界的沉积物大雪崩,比如,当一个小行星或彗星以倾斜的角度撞击地球表面时,地下壳幔边界处的沉积物质会被侧向推移,厚重如山一般的沉积层剧烈振荡,破坏了外地核液态铁流的正常流动,搅动了地下世界,地球的磁场因此而发生倒转。

  小行星撞击地球带来的灾难是大家所熟知的,人们发现,伴随着小行星的撞击,地下岩浆会喷涌出来,形成大面积的玄武岩。

  撞击是如何使地下物质以岩浆的形式喷出,形成玄武岩覆盖地球表面的呢?

  马勒根据自己的假说认为,小行星或彗星撞击地球后,核幔边界处的沉积物被振荡,热的铁流会在某些薄弱处与地幔接触,迅速加热地幔物质,产生的岩浆上升到地壳的缝隙处,喷涌上来形成大面积的玄武岩。

  马勒用自己的“地下大雪崩假说”将地外星体撞击和地下物质运动联系起来,描述了地磁倒转时发生的一连串的事件:

  小行星或彗星倾斜地撞击到地球上;

  撞击在地表引发了生物大绝灭;

  撞击搅乱了核幔边界的沉积层,使地球磁场在几千年中崩溃;

  岩浆喷出地表,形成玄武岩;

  撞击甚至造成了地下物质上百万年的振荡;

  最后,地球磁场缓慢地重建,地球磁极再次形成,发生了倒转。

  不过,有些学者质疑,引起恐龙灭绝的星体撞击事件确实曾伴随着印度德干高原大面积的玄武岩出现,但当时却并没有发生地磁的倒转,这又该如何解释呢?

  马勒认为,原因很简单,6500万年前的那次撞击是一次直立撞击。

  造成恐龙绝灭的那颗星体撞到了中美洲尤卡坦半岛上,形成了一个大型的撞击坑。地质研究显示,尤卡坦半岛的大型撞击坑确实是直立撞击的产物。直立撞击不会在地幔和地核边界产生水平方向的分力,因此就无法造成那里的沉积物大雪崩,也就不会出现地磁倒转。

  而倾斜撞击则不同,一次大的倾斜撞击将强烈影响核幔边界的沉积物状态,引发地磁倒转。

  利用自己的假说,马勒居然“预言”了一个人们没有注意到的远古现象。

  在地球磁场倒转的历史纪录中,有一个被称为“漫长沉寂”的时期,这个时期从距今1.2亿年开始,持续了3500万年,竟然一次地磁倒转也没有发生过。

  这个时期结束后,地磁倒转再次出现,而且又开始频繁发生。以前的科学家对这个反常的现象都无法做出合理的解释。

  根据自己的假说,马勒断定,漫长沉寂说明地下沉积物不发生大雪崩,表明此前必定有一次剧烈的撞击“消耗”了大量的沉积物。

  在沉积物大雪崩导致地磁倒转后,由于沉积物的积累需要一定的时间,没有聚集足够的沉积物,即使发生星体撞击地球的事件,也不可能再次引发大雪崩,导致长时间根本没有地磁倒转的情况。

  因此,在漫长正常时期开始前,应该有一次剧烈的撞击事件,而且伴随着撞击事件,应该有岩浆涌出,形成大面积的玄武岩。

  然而,令他烦恼的是,他并没有在地质资料中找到这样的证据。

  难道自己的假说错了?马勒把自己的困惑讲给一位著名的地质学家阿瓦尔斯听。阿瓦尔斯是首先提出恐龙绝灭由地外星体撞击引起并找到证据的地质学家。

  阿瓦尔斯告诉马勒,他使用的玄武岩资料仅仅是大陆上的,因此并不完整。全球最大的玄武岩区域其实位于西太平洋洋底,正好形成于1.2亿年前,和地球磁场倒转的漫长沉寂时期开始的时间吻合。

  这真是个出乎意料的好消息。马勒很高兴,因为他“预言”了这个过去的现象,虽然海底玄武岩很早之前就被别人发现了,但他此前并不知情。显然,1.2亿年前地球发生剧变,核幔边界处的沉积物大雪崩,造成了地磁倒转,此后的漫长时间里,沉积物虽然也在积累,但是量很少,无法形成使地磁再次倒转的力量。这就是对“漫长沉寂”的合理解释。

  人类想去地心旅行亲眼见证地下的物质大雪崩,目前还不可能。不过面对地球磁场倒转这个重大问题,马勒觉得即使无法亲眼目睹地下那壮观的场面,自己也已经找到了正确的答案。

范文十:地球的磁场及地磁倒转-物理小论文 投稿:戴嗋嗌

地球的磁场及地磁倒转

摘要:本文首先介绍了地磁场及其成因,进而引出地磁倒转现象,最后总结了对于地磁倒转成因的一些推论。

关键词:地磁场,地磁倒转

1、关于地磁场的描述

地球的磁性, 是地球内部的物理性质之一。地球是一个大磁体, 在其周围形成磁场, 即表现出磁力作用的空间, 称作地磁场。它和一个置于地心的磁偶极子的磁场很近似, 这是地磁场的最基本特性。地磁场强度很弱, 这是地磁场的另一特性, 在最强的两极其强度不到10-4(T), 平均强度约为0.6x10-4(T), 而它随地点或时间的变化就更小, 因此常用(γ), 即10 -9(T)做为磁场强度单位

地球结构,可分成地壳、地幔和地核三大圈层。地核又分为内地核(固体)和外地核(液态物质)。 液核处于外地核中间部分,它的形成和存在,使其两侧部分具备了独立运动的可能性。由予地球外壳(即地壳和地幔)自转速度的变化,导致了相对运动的产生。液核通过液体的粘滞性摩擦阻力实现对其两侧部分的制约作用。当外壳的自转速度加快时,由于液核的存在,内地核不能同时加速,但在液核内摩擦力的作用下会使内地核转速逐步地加快; 反之,当外壳自转减速时,内地核转速又会逐渐地减慢下来。不论内地核加速还是减速,都滞后于外壳转速的变化,其结果必然在外壳与内地核之间形成一个摩擦面。由于转速的不同, 摩擦面两侧的物质发生相对运动,从而导致了地球磁场的形成。 2、关于地磁倒转的概述

古地磁的研究发现,在漫长的地质历史时期中,地球磁场的正负极性不断地发生180。的来回倒转,并且是全球同步的.这一现象的发现是20世纪古地磁学的重大成果.在地质学中,它不仅可以通过岩石原位剩余磁性的研究及与岩石年龄测定对比,建立起地磁极性倒转——地质年代对应关系,有助于对地层进行更为可靠的时代划分与对比,而且可以据之进一步深入研究地磁场的起因和变化,以及地球的内部结构与自身运动的特点,因

而引起国内外学者的极大关注..C S考克斯于1969

年提出了近4.5/Via的地磁极性年表,并被普遍

应用,其简化形式如图1 图一 从图1可以看出,地球磁极倒转有不太规则的长短周期性,长周期约1Ma,短周期约0.2-0.3Ma,中间还有小的反复。近期研究还发现极性倒转不是瞬时完成的,而是经过一定时间的过渡,在过渡期,两极差异逐渐减弱,直至消失再转为反性状态增强。

3、磁极倒转原因

关于磁极倒转的原因,至今也没有得到确切的结论。近些年来,对于产生地球磁场极性倒转原因的研究,大家都把焦点放在地核(液态外核)与地幔圈层之间转速差异变化上.这是不难理解的.因为既然认为地球基本磁场是由核幔之间转速差异的耦合而引起的液核涡旋运动产生的,那么,当这种耦合条件(转速差异状态)改变时,涡旋运动及地磁场状态也会相应改变.但对造成核幔之间转速差异变化的形成机制则众说纷纭

一种是针对地球自身结构的推论。最早,地

核以大于地壳的自转速度形成了地磁场。按照左手

定则,磁场的N极在地理南极附近,磁场的S极在地理北极附近。地壳与地核自转角速度不同步,地核必然通过地幔软流层物质向地壳传输角动量,其结果是地核的自转角速度逐渐减小,地壳的自转角速度逐渐增大。当地壳与地核的自转角速度此增彼减而最终一致时,地磁场就会在地球表面消失。地核与地壳间的角动量传输并不会到此为止,在惯性的作用下,地壳的自转角速度还在继续增大,地核的自转角速度继续减小,于是出现了地壳自转角速度大于地核自转角速度的情形。这时,在地球表面就会感受到来自地核逆地球自转方向的旋转质量场效应。按照左手定则判断,新形成的地磁场的N极在地理北极附近,S极在地理南极附近。

另一种是对于来自地球外部作用的推测——星地碰撞。星地碰撞引起的地球自转速度反复快慢 变化,导致地球核幔之间的转速相对快慢关系发生

方向性变化,由此造成地球磁场的磁矩矢量方向的

参考文献

改变,从而发生地磁场极性方向的倒转

除此之外,还有人推测是由于液核层中上下热对流速度的快慢变化所引起(热对流快时,液核旋转变慢,反之变快),有人则想象可能是由于突然有大量冷物体迅速与液核接触,改变了其中的热流状态(朱日祥等,1999).在一些对地磁极性转换时期地磁场强度变化特征的研究成果中,有人认为地磁极性转换就是地磁场强度周期性变化的结果.

结语

如今,有很多人担心,当地磁倒转时,会有一段时间地球处于没有磁场的状况,此时大量宇宙射线、太阳粒子辐射将会对地球气候,人类生命产生巨大的影响。如果真有这么一天,也是相当遥远的,需要上万年的时间。相信随着科学家们不断地探索,以及不懈的努力。我们能进一步了解地磁成因,了解地磁倒转成因,并且找到解决的办法,让人类的文明一直发展下去。

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