我要预约 支付方式 新浪微博 4006569527 联系方式
您的位置:主页 > 最新动态 >
最新动态

地磁场为何会倒转?下一次倒转何时来?看详细分析

作者:dede58.com 来源:dede58.com 日期:2019-05-21 13:16 人气:
导读:
[手机看新闻][字号 大 中 小][打印本稿] 下一次地磁倒转什么时候来 新闻布景 近日,海峡两岸科学家联手在出名学术期刊《美国科学院院刊》上发表了一篇论文,通过研究贵州三星洞内

[手机看新闻][字号 大 中 小][打印本稿] 下一次地磁倒转什么时候来 新闻布景 近日,海峡两岸科学家联手在出名学术期刊《美国科学院院刊》上发表了一篇论文,通过研究贵州三星洞内的石笋,他们发现地磁的南、北极可快速倒转,可能只需要一百多年。这可能会对地球生物圈、卫星通讯设备等形成影响。 地磁倒转的发现 在太阳系中,地球是一个十分出格的星球,她外表有大量的液态水,有共同板块构造,有地震、火山,更是有一个全球性的磁场。所谓全球性的磁场,就是说整个地球的地磁场是一致的,所有处所磁极的指向都是不异的,有着共同的地磁南极和北极。不像火星,磁场是部分的,差别的处所磁极的指向差别。 由于地磁场的存在,从太阳吹向地球的大量高能射线(太阳风)在靠近地球的时候被扭曲转向,阻遏太阳风间接接触电离层,使电离层不至于逸散。另一方面,在大气层的顶部,有一些气体分子会发作电离逃逸,好比氧离子和氢离子。而地磁场可以把将要逃逸的离子从头送回电离层,维持大气的不变。 虽然地磁场摸不着看不见,但是人类操纵磁场的时间很早。在古代中国,就有操纵司南和指南鱼指示标的目的的记录。但是,直到1600年,才由英国出名的物理学家吉尔伯特初次提出,地球自己就是一个宏大的磁铁,有两个磁极,指南针的工做原理就是磁铁之间的吸引,而且正确指出地球内部有一个铁的内核。不外,在随后的数百年里,人们不断认为,地磁场,至少地磁的标的目的,是稳定的,指南针指示的南北标的目的是恒定的。但后来发现,地磁场长短常不不变的,不论是标的目的还是强度。 和其他严重的地量学发现一样,人类对地磁倒转最后的认识来源于对岩石的研究。在地球的岩石中,或多或少城市含有一部门的铁。在岩浆岩中,当高于某一特定温度时,里面磁性元素铁的磁场会在地磁的做用下定向布列;当冷却低于这一温度时,岩石就不再受地磁的影响,从而记录下当时地磁场的标的目的。物量的这一特性是出名的物理学家居里夫人最先发现的,后来人们就把这一特定的温度称为居里点,差别物量的居里点其实不不异。在堆积岩中,此中的铁在堆积的过程中,受地磁场做用也会发作重排,从而记录下当时的地磁场标的目的。 在1906年,法国地球物理学家布容在研究法国中南部火山区熔岩及其下面的黏土堆积物的时候,发现岩石记录的磁极和如今的地磁极是相反的,从而揣测地球的磁场可能发作过倒转。在上世纪20年代,日当地量学家松山对日本、朝鲜和中国东北的玄武岩停止了大规模的磁性查询拜访,系统地研究了地磁倒转的问题。但这些研究在当时并未引起足够的重视。 直到上世纪50年代,随着地量年代学的开展,科学家才逐步意识到地磁倒转是一个全球性的问题,并开端动手运用地磁学处理诸多地量学的问题。好比,在大洋底的玄武岩中发现了对称的磁异常条带,这是因为从地球深处不竭上涌的岩浆向两侧扩展,记录下了当时的古地磁标的目的,这种条带成为海底扩张的间接证据。时至今日,地层记录的古地磁标的目的,仍旧是地量学家恢复板块在历史时期的位置以及漂移轨迹的最有力证据。 未解之谜——地磁场倒转 地磁学的研究在解释地球构造方面获得了宏大的胜利,但是地磁场为什么会倒转?到目前为止,这个问题并没有一个让人满意的答案。在2005年,美国出名杂志《科学》在创刊125年之际,向全世界各范畴的顶尖科学家征询定见,提出来125个重要科学问题,地磁倒转之谜即为此中之一。 在过去的8300万年中,地磁场共倒转了183次,并且没有明显的规律,有时候100万年能够倒转五六次,有时候可能只要一次。在恐龙繁盛的白垩纪(侏罗纪后),地磁场不变了4000万年没有发作倒转,这段时间地磁场的标的目的和今天是一样的,是迄今为止地层记录中持续最长的地磁不变期。最近的一次倒转发作在78万年以前,并连结至今。 地磁场的产生以及倒转可能和地核的形态以及运动有关。地核的深度为2900公里,又能够分为外壳和内核,此中外核为液体,内核为固态。地核的次要组成为铁和镍,别的还有硅、硫等元素,温度在5000摄氏度以上。如今一种比力流行的不雅点认为,地磁场起源于地核的运动。由于地核极度的高温和液态的存在形式,外核物量与热量的对流非常遍及。我们知道,铁是一种磁性金属,其对流能够形成磁场与电流的互相激发,构成不变的全球性磁场。这被称为地球发电机模型。 虽然地磁场产生的详细原因尚有待进一步研究,但比力确定的是必定和液态的地核有关。和地球非常类似的月球和火星,由于体积较小、冷却快,地核已完全固化,因而没有全球性的磁场存在。 尝试室理论模仿成果表白,地核的运动是不规律的,产生的磁场会随机转向。但是,这种尝试室的模仿成果,能否适用于天然形态,仍有待验证。 我们如今处于下一次地磁倒转的关口吗? 很久之前就有人预言,如今地磁场正在减弱,我们也许处在地磁倒转的关口。 地球磁极的变更,其实不是一霎时的事情,一般会持续数千年或数百年的时间。本次海峡两岸科学家的研究成果以至说明,地磁场能够在一百多年的时间内完全转向。根据对地球上历次古地磁倒转的研究成果,在地磁场倒转期间,会有两种现象,一个是地磁极的快速挪动,另一个是地磁场强度的减弱。 前面我们提到,在古代,地磁场就已经被用来指示标的目的,但是天文的北方和指南针指示的北方其实不是重合的,二者有一个夹角,称为磁偏角,地球上差别位置的磁偏角其实不不异。早在宋代,沈括在《梦溪笔谈》中就记载了磁偏角的存在。并且,地磁的北极在也在不竭的变革,在20世纪伊始,地磁的北顶点位于加拿大北部列岛,如今已经挪动到了天文北顶点附近,正朝着俄罗斯西伯利亚标的目的运动,100余年间向北挪动了15°(纬度)还要多。不只如此,挪动的速度还纷歧样,近30年来有加速的趋势。但相对应的地磁南极变革就比力小,虽然也在靠近天文的南极,但挪动了不足5°。在地磁倒转期间,磁极可能会挪动到中低纬度地域,好比处于中国境内,以至赤道附近。地磁极不竭挪动的成果,可能就是地磁极的倒转。 不只如此,现今地磁场的强度也在不竭减弱。自1932年德国出名数学家高斯第一次记录地磁场强度以来,到目前磁场强度已经下降了大约10%。历史上在地磁倒转期间,地磁场的强度最大可能会下降到如今的5%左右。 历史上各次地磁倒转大城市陪伴地磁场强度下降,以及磁极的漂移,但这其实不必然城市最末招致地磁倒转,也可能只是地磁场正常的颠簸。也许我们如今正处于新一次地磁倒转的关口,也许不是。由于地磁场变革的极度不规律性,科学家其实不能给出准确的预言,目前只是有这种可能性,但要多久才能完全倒转,其实不确定。究竟结果,这是至少几十万年才会发作一次的事,并没有规律可循。 地磁减弱或倒转对生物圈影响大吗? 可能有人还记得,在2009年有一部热映的电影《2012》。在这部影片中,2012年地球的地磁场突然发作倒转,由磁北极突然变成磁南极,并由此引发一系列灾难,好比辐射加强、通讯中断等,社会陷入一片混乱。 虽然电影中地磁倒转的后果很恐惧,但实际上影响并没有那么大。地磁场能够屏蔽外太空射线,能够维持大气不变,为迁徙动物导航。但是目前并没有发现生物大灭绝与地磁倒转有明显的对应关系,地磁倒转的次数远大于生物大灭绝的次数。这说明,地磁倒转对生物影响并没有那么大。 在地磁极倒转期间地磁场会减弱,但不会消失,这其实不意味着对生物形成消灭性的冲击。我们浓重的大气同样能够屏蔽大部门的宇宙射线,并且地磁倒转的时间也是比力短的,对大气的影响也很小。但是对依靠地磁场来导航的生物的影响其实不是非常清楚,也许它们会很快适应新的磁场。磁场虽然会减弱,但不会消失,并且也会有好处,好比低纬度地域也能够看到标致的极光。总体而言,地磁倒转对生物系统的影响是很有限的,不需要过分管心。 不外,地磁场的减弱或许对人类的电力设备有较大的影响。失去地磁场的庇护,来自外太空的高能射线能够间接影响卫星,形成通讯中断,或者形成电力设备损坏或停电,就像太阳黑子发作的磁暴。 贾斌 (责任编纂:马常艳)

标签: