2003年,好萊塢推出了一部科幻大片《地核》,向人們描繪了地球磁場消失時的情景:帶有心髒起搏器的人倒地而亡,鴿子亂飛,撞上行人和窗戶,整個地球被太陽輻射強烈“燒烤”。很多觀眾被影片中大量驚險刺激場麵所震撼,但對其中提到的“地球磁場消失”感到不解,因為長期以來人們一直習慣認為地球的南北兩極是天然存在和永世不變的,數千年來航行在大海的水手們就是依靠地磁場來指引方向,而許多遷徙動物更是從遠古時代便開始依賴先天的本能,在磁場的指引下外出活動和尋找家的方向。
地球磁場真的會消失嗎?這是不是杞人憂天呢?
近年來科學家們發現,與19世紀相比,如今的地磁場強度已經減弱了近10%左右,這比在失去能量來源的情況下磁場自然消退的速度大約快了20倍!而且這種勢頭目前還在繼續。根據德國波茨坦地球物理所科學家的研究,地球自誕生以來,其磁場強度一直在發生變化,近300年來,磁場強度一直在減弱,而且這種減弱趨勢似乎還在加速,近50年來速度越來越快。如果這種情況繼續下去的話,到公元4000年前後,地球磁場的總強度將降到零。這以後會怎樣呢?它是不是要繼續下降,也就是說,南北磁極是不是會倒轉過來,磁北極位於南極圈,而磁南極位於北極圈呢?
科學家們根據在世界各地的礦物岩石中找到的大量證據,發現地球磁場在過去400萬年內已經倒轉過9次,而在過去1.5億年和更久遠的時期,地磁場曾在南北方向上反複發生過幾百次翻轉現象。從地質記錄來看,地球磁場平均大約每25萬年翻轉一次,但是這種規律並不明顯,如在白堊紀的3500萬年間就沒有發生過磁場翻轉,上一次地球磁場翻轉是在78萬年前。每次地球磁場兩極翻轉過程所需的時間大約為7000年,但隨緯度不同存在一定差異,在接近赤道的區域隻需要2000年,而在接近南北極的區域需要1.1萬年。
為什麼地球磁場兩極會發生翻轉呢?科學家通過模擬一個與地球磁場非常相似的理論磁場來進行分析。模擬結果表明,地球不停地自轉和公轉,帶動地球中心的外核圍繞內核運動,從而產生了磁場。通常這個磁場的磁北極和磁南極與地球的北極和南極相對應。但受地球自轉的角度及速度的影響,內地核比外地核及地幔的旋轉速度更快,使外核中以鐵、鎳為主的液態物質產生對流,同時產生微弱電流,電流和機械轉動的流體之間的相互作用便產生了一個磁場。由於外地核的流體運動實際上是與地球原有磁場相互交織並切割磁力線,從而產生了一個新的磁場,以替代耗散的部分原有磁場,使原有的磁場偏離極地越來越遠,最後發生南北極互換的現象。