最近有些朋友在网上转,说美国国家航空航天局(NASA)公布的地磁图上,在南大西洋的上空有个地球磁场强度非常低(蓝色)的区域,范围还特别大。一些报道用上了“断裂”、“大坑”、“凹痕”等形容,以及“奇怪”、“可怕”、“严重”之类的词汇,渲染说这样一种异常发展猛烈,甚至会带给人类灭顶之灾,因为这个现象与地磁倒转是直接相联系的。
大家在积极参与讨论的同时,对这些事也不必过分紧张。南大西洋地磁异常区域,科学家发现和确认已经超过50年,而在之前已经存在了许多许多年。目前没有任何证据或者可靠的理论说它会对我们人类的生活产生影响。
根据地球磁场的测量,南大西洋上空有一大块区域的磁场强度比世界其他地区弱了30~50%,弱化的速度也比其他地区快了10倍,故而被称做南大西洋异常区(South Atlantic Anomaly)。它的中心在南美洲与非洲之间的大西洋,范围涵盖了南美洲西南、非洲南端以及两者之间的大西洋南部。
地球磁场是个怎么回事呢?磁场是一种看不见、摸不着的特殊物质,它不是由原子或分子组成的,但是实际存在。磁体周围存在磁场,磁体间的相互作用就以磁场为媒介,所以两磁体不用接触就能发生作用。很早以前,人类就已经知道磁石及其磁性,也发明了指南针,因为它总是有一端直着南(另一端自然就是指北)。而我们的地球其实就好像一个大磁铁。
我们地球的磁场对地球生物圈有双重保护作用:一是避免外来的高能带电粒子入侵,二是减少大气层中的带电粒子逃逸。因为带电粒子在磁场中运动会受到使它转向的“洛伦兹力”,所以通常是“拘束”在磁场周围的,而能量很强的带电粒子也很难轻易“逾越”磁力线的控制。
虽然南大西洋异常是由地球内部的过程引起的,但它的影响远远超出了地球表面。这一区域对于穿越它的近地轨道卫星来说可能是危险的。如果一颗卫星被高能质子击中,它会短路并引起一个称为单粒子翻转或单粒子翻转的事件。这可能导致卫星功能暂时出现故障,或者在关键部件被击中时造成永久性损坏。
地磁倒转是指地球磁场方向发生变化,也就是北磁极和南磁极的对调,该过程伴随着磁场强度先减弱后增加。早在17世纪,人们就已经注意到了强磁化的岩石对罗盘指针有明显的影响。到18世纪中叶,一些学者发现某些岩石是沿着地磁场被磁化的,这说明某些古代的岩石是可以记录下当时的地磁场信息。
20世纪初,法国科学家David和Brunhes对被熔岩流烘烤过的物质进行了研究,他们发现这些物质所显示出的磁化方向与当前地磁场方向相反。于是,科学家大胆地猜测地磁场在历史上曾经发生过极性倒转。后来,科学家们研究了全球各地的火山熔岩,证实了磁场的反向是一个全球性的现象。
地磁倒转的时间并没有被发现有很明白的规律,平均持续7000多年,倒转期间地磁场强度降低了约90%。
历史上它最快每隔1万年就能发生一次,最慢相隔4千万年才发生一次。上一次地磁倒转发生在78万年前,那么下一次呢?从1840年以来,地磁场强度持续降低,平均每一百年就降低6%,因此,就像我们开篇提到的,又有人根据南大西洋异常就开始怀疑地磁倒转已经开始。但是如果考察过去几千年的磁场变化就可以发现,目前的地磁强度降低仍属正常的波动范围,尚无理由相信这是值得大惊小怪的。