一波未平一波又起！地球磁场已经开始断裂

地球环境在近几百年来人类活动的影响下，未来的发展前景似乎并不光明，以至于有科学家早早就提出了移民到其他星球去生存的想法。近几年来，随着人类的航天科技水平不断提高，星际移民的热度再次引起了公众的注意。如果人类未来真要进行星际移民，哪颗星球最有可能成为人类的目的地呢？

应该就是火星了，一是因为它与地球在多方面存在相似的条件，二是因为它是所有候选星球中距离地球最近的星球。然而不少科学家认为，如果人类想要移民到火星上去，至少要对火星进行两三百年的改造，因为火星上既没有合适的大气层，又没有液态水和磁场。而有科学家认为，比起改造火星，保护我们的地球更有可行性。

那么我们的地球目前正在遭遇什么问题呢？除了全球气候变暖之外，前段时间美国宇航局发布了最新研究说明，称地球磁场出现局部凹陷情况。如果该凹陷持续发展下去，最终会导致地磁空洞。那么地磁凹陷是什么原因引起的？如果真的出现地磁空洞，地球上的生物会受到什么影响？

地球磁场的成因是什么？

根据记载，历史上第一个提出地球磁场概念的人是英国科学家吉尔伯特，他于1600年提出“地球是一个大磁体”的说法，并且当时认为磁体的两极和地理的两极是重合的。到了19世纪末，“数学王子”高斯花了大量时间研究地球磁场，最后写出了一本名为《地磁力的绝对强度》的书籍。

高斯在书中用数学方法证明了地磁场的存在，同时用数学理论分析地磁场的起源，最后得出结论：地磁场起源于地球内部。之后的科学家也尝试研究地磁场的起源，但绝大多数人都掌握了地磁场的变化规律和分布情况，对地磁场的起源莫衷一是。目前科学界存在两类关于地磁场起源的假说，一类是基于现有的物理学理论，另一类是开辟新的特殊规律。

第一类假说受到更多科学家的认可，因为它们可以通过已建立起来的物理学理论进行解释，例如“旋转电荷假说”。这一假说认为地球内部和外表存在等量的异性电荷，异性电荷各自位于地球内部或地球表面，当地球转起来后电荷也随之运动。根据电流的磁效应，运动电荷形成电流，电流会在周围空间形成磁场。

这种说法听起来颇有道理，而且也有基础的物理理论支撑，但它仍然存在一个难以解释的地方，即地球内部和表面的磁场是如何分离的？此外，如果要形成现在如此强的地磁场，地球内部和表面需要足够多的电荷，但实际上地球所拥有的电荷并不多。

除了这一假说之外，科学家还存在其他假说，但它们并未得到广泛的认同。因此地磁场是如何起源的问题，未来还需要科学家继续探索下去。

什么原因导致了南大西洋的磁场出现凹痕？

根据美国宇航局发布的研究声明，他们所探测到的地磁数据显示位于大西洋南部的地磁场出现明显的凹陷现象，而且这一现象还有可能继续向西移动，扩大范围。对此NASA的科学家表示，目前该凹陷区域已经快分裂成两个片区，这意味着地球磁场会出现断裂的情况。一旦裂缝出现了，那么磁场真空区域就产生了，这对地球上的生物来说并不是好事。

那么是什么原因导致磁场产生了凹陷呢？NASA的科学家表示，他们通过数据分析发现南大西洋地区的磁场在过去１５０年里出现了不断减弱的情况，现在的磁场强度至少要比１５０年前的磁场强度少１０％左右。不仅如此，他们还发现地磁场的反转通常从磁场凹痕开始，换而言之，这次出现的磁场凹痕可能是地磁场反转的预兆。

地磁场反转指的是地磁南极和地磁北极发生调转，根据考究地球历史上发生过多次磁极倒转现象。现在地磁南极指向地理北极，而地磁北极指向地理南极，而正常情况下地磁南极应该指向地理南极，地磁北极应该指向地理北极，这说明了地球磁场曾经发生过反转。

科学家是如何发现磁极反转的？

相信很多人会质疑磁极反转的现象，因为人类文明形成的时间也不过几万年，我们又能通过什么方法了解到过去地球磁场的情况呢？还真的有办法，只要地球上发生过的大规模事件，基本都会留下痕迹，科学家就是通过研究岩石、熔岩、化石等沉积物对地球过去的磁场有所了解。据研究，距离我们最近一次磁极反转发生在几百万年前，科学家是通过研究熔岩流获得该发现的。

来自法国和日本的物理学家联合多年的合作，最终在熔岩流中找到了地磁反转的证据。所谓的熔岩流，指的是熔岩凝固后形成的沉积物，研究发现它的流动方向、流量大小等信息可能蕴藏着地磁场的信息。换而言之，熔岩流相当于地磁方向的指示器，因此科学家可以通过考察不同地区的熔岩流情况来判断地磁极是否发生过反转，大概什么时候发生过反转。

早在２０世纪初的时候，法国科学家布吕内就提出了地球磁极反转的说法，并且认为在大约７０万年前地磁极就发生过反转。到了１９２８年，日本地质学家松山基范通过大量的研究也得出相同的结果。二战后，古地磁研究在地理学界得到了快速发展，越来越多磁极反转的证据被发现了。除了研究熔岩流之外，还有些科学家研究有磁性的岩石。

这些岩石是在岩浆冷却后形成的，它们由于长期受到地磁场的影响，使得自身逐渐带有磁性，而且它们的磁场方向和当时的地磁方向是相同的。后来有科学家在南美地区发现了磁场方向与现在的地磁方向相反的岩石，这足以说明地磁场发生过反转，因为岩石一旦带有磁性就很难消失，当地磁场反转后，正常情况下岩石的位置也会发生变动，但地下岩石被卡得死死的。

为什么磁极会发生倒转？

和地球磁场起源的问题一样，地磁极反转的原因至今也未有定论，但目前存在两种猜想，这两种猜想分别认为磁极反转是偶然现象和必然现象。支持“地磁反转是必然现象”的人认为，磁极反转的出现虽然没有周期性，但总会出现。这一猜想基于另一个地磁场起源的说法，即“地球内部的铁液形成循环流动，从而产生磁场”。

在这种猜想下，磁极反转发生的原因是地球内部的铁液循环出现了衍生支路，导致一部分循环出现在地表层面，与地球内部的循环形成了相反的回路。随着时间的推移，地表的反回路逐渐增强，抵消内部回路的影响，从而导致磁场开始发生反转。这个过程通常持续３万年到１００万年不等。另一类猜想则认为地磁极反转的发生不可预测，也不可溯源，因为它是偶然事件。

磁场凹痕会对地球造成什么样的影响？

和大气层相比，地球磁场的存在更容易被忽略，因为它是无形的。但我们的日常生活以及自然生物的生存都离不开地球磁场的作用，只要地球磁场出现问题，地面上的生命也会受到严重影响。首先对于人类和自然生物来说，地磁场相当于一个庞大的保护罩，它在一定程度上阻挡宇宙辐射，尤其是太阳辐射。

其次，有研究表明，地球之所以拥有完整的大气层，是因为地球磁场的存在。如果地磁场的作用大大减弱或完全消失，那么地球大气层会在外太空因素的作用下而消散，届时地球将在很快的时间内变成一颗寸草不生的星球。再者，人类在地球上搭建的通讯系统、定位系统等都要依靠地磁场，地磁场出现异常将导致通讯定位系统陷入瘫痪。

在自然界，有不少动物靠地球磁场进行定位，例如大多数鸟类。研究表明，候鸟之所以能够季节变化前跨越几千公里的距离去到另一个地方，是因为地磁场在默默地提供方向指导。此外，有不少海洋生物也需要通过地磁场来辨别方向，否则很容易出现搁浅现象。总而言之，无论是对人类还是对自然生物，地磁场的完整十分重要。

那么面对南大西洋磁场凹陷的情况，人类是否有应对措施呢？很遗憾，人类的科技水平还没能达到改变地球磁场的程度。从另一方面来看，南大西洋磁场凹陷可能是地磁极反转的预兆，毕竟地球上一次发生磁极反转应该在７０万年前。这样看来，威胁人类存在的不只有气候变化和病毒侵袭，地磁极的反转也是一大威胁。