科学大发现：人类视而不见的地球磁场竟然是物种起源的最大诱因
我们的地球本身就是一个超级大磁体，科学界估计，地球的磁场已经运行了至少30多亿年。我们知道，通常物质所带的正电和负电是相等数量的，故其对外不显电性。但由于地球核心物质受到的压力较大，温度也很高，使内部有大量的含铁磁质元素的物质变成了带电量不等的离子体，即原子中的电子克服原子核的引力，变成了自由电子，它们趋于朝压力较低的地幔方向移动，集中在相对内核压力较小、温度较低的液体外核球层上，外核球层由于得到了大量自由电子而呈非金属状的热流质态。正是由于这些负电荷随着地球的自转而运动，进而形成一种类电流环路，从而产生了磁力场，即物理学讲的电生磁的过程。因为地球自西向东旋转，所形成的环形电流方向与地球自转的方向相反（电流方向与负电荷运动方向相反），所以地磁场外部是从地球下方的磁北极指向上方的磁南极，也就是从地球的地理南极指向地理北极。由于 地球受月球吸引，使其自转轴（地轴）倾斜，所以，地球磁轴（下图黑线）和自转地轴（下图蓝线）并不重合，它们之间的夹角约为11.5°。
了美洲新大陆。当然磁场的存在功能还远远不止这一点，可以不夸张地说，没有磁场就不会有地球生命，也不会有现代的高科技，包括电视、手机甚至是网络。因为地球的磁力场和电力场并不是彼此孤立地静态存在的，而是相互影响相互作用交织成一体，形成强大的电磁场，这是生命形成的能量来源。2018年4月28日消息，据国外媒体报道，欧洲空间局利用三颗Swarm卫星来研究地球的磁场，从太空中对地球磁场进行绘图已经达到了惊人的细节程度。一段新公布的视频揭示了数千个地球磁信号的微小变动，这些都是由海洋潮汐和地球刚性外层岩石圈所引起的。红色和粉色线条代表了强磁场波动，蓝色和黄色线条则代表较微弱的磁场变化。
磁场可以说是围绕在我们星球周围的一层“电荷”，能够使来自太阳风的带电粒子发生偏转。如果没有这一保护层，高能的太阳粒子将摧毁大气臭氧层，使地球生命暴露在有害的紫外线辐射中。地球磁场暴露于外太空中，受太阳辐射和宇宙射线作用，使其结构变得相当复杂，在天文学领域，科学家把地球的磁场覆盖区称为“磁层”，其结构如下图所示。
我们看到以前从不知道的地球之外还有这么复杂的磁层默默地保护着地球以及它上面的各类生物，实在是叹为观止。在深入研究地磁场的过程中，科学家通过测定某些特殊岩石的磁性还发现一个奇怪的现象，那就是地球自转和公转一段时间后，它的磁极会发生反转，即地磁场的南北极互换。日本地球物理学家松山基范是推测地磁场曾经在过去地球历史上经历地磁反转的第一人。1926年起松山基范在日本和满州地区收集大量的玄武岩样本，从中发现较古老岩石的磁极性方向和如今地磁场方向相反的状况，并且提出以前的地磁场曾经发生反转的假说。美国加州大学也曾于2014年在英国皇家《国际地球物理研究杂志》（Geophysical Journal International）期刊上发表报告认为，78.6万年前的地球磁场活动曾在6000年内一直处于不稳定状态，最后在100年间发生磁场两极倒转。而来自欧洲航天局一个叫“SWARM”的项目的最新卫星数据显示，地核所融化的铁和镍正将能量从靠近地核产生磁场的地方排出，这是一个不安分的活动，也许就是将来地磁反转的前兆。欧洲空间局地磁观测项目经理鲁尼·弗莱博哈根于2014年7月曾解释：“这种磁极突然反转不是瞬间出现，而可能是经历千百年的时间变化后才发生。这种现象在过去的历史上发生过许多次。”
科学家对化石研究的证据表明，目前也没有证据显示磁极反转将引发更多的地震、火山喷发或气候的剧烈变化。德国慕尼黑大学科学家赫拉德·勒施等人的研究发现，之所以不会发生这样的灾难，这其中的拯救英雄竟是太阳风，由带电粒子组成的太阳风，将在瞬间建立起一个新磁场。因为太阳风和地球等离子层运动速度相差很大，太阳风将很快在距离地面350km的高度建立起一个磁保护伞，这个磁保护伞的磁场强度与地磁场强度大致相当。它们可以将宇宙中的带电粒子挡在地球大气层之外，地球上的生物依然可以不用担心倍受打击。因此，地磁极反转对生物的影响没有人们想象的那么恐怖，尤其对动植物来说可能还是通过基因变化产生新物种的良机呢！但对人类来讲，可能就不一定是什么好事了。首先是一些低轨道环绕地球的卫星受到影响，人类高科技通信技术以及全球定位系统(GPS)都会处于瘫痪状态，依赖于卫星的手机系统都不能用了；其次是许多电力设备、高压电网都会受到影响，甚至遭到致命破坏。没有电力，全球会处于黑暗之中，势必会使人类生活陷入极度混乱；第三、人类和全球生物都处在能量变化之中，将会使生物基因产生变异，这对人类来讲可能意味着更大的意义。
另外，太阳实际上也是一个更大磁场，不断向外辐射太阳风，但它到达地球时会被地磁场阻挡，保护地球生命。同时在太阳系内还存在一个行星际磁场（Interplanetary Magnetic Field，简称IMF），它是指被强太阳风（包括日冕物质抛射）携带而散布在太阳系内各行星之间的磁场。当这个磁场变强时，会使使地球环电流强度发生变化，而变化的电流会产生变化的磁场，从而引起全球范围剧烈的地磁扰动，此时如果遇到强烈的宇宙射线共同作用，就会引发地球大范围的地磁暴发生，前后磁层变化如上图所示。
总之，地磁暴是宇宙高速等离子流穿过磁层到达地球空间后，引起地球磁场全球性剧烈扰动的现象，并引发最具代表性的全球空间环境巨大变化。磁层剧烈扰动时，磁尾中的热等离子体被加速向地球方向运动，形成热等离子体注入；带电粒子沿磁力线沉降，轰击高层大气，形成绚烂多彩的极光；这期间磁层中的电子可能被加速至很高的能量，引起全球范围的高能电子增强现象，并引发高能电子暴。变化的电磁场会在土壤电阻率高的地区产生每公里几伏特到几十伏特、持续时间从几分钟到几小时的地面电势（Earth Surface Potential，ESP），地表大量的自由电子就会由此形成强大的电流，甚至击会穿整个大地，这样所产生巨大的自由能激活了大地的无机物分子，它们中的一部分被电离出多种自由离子，并在能量作用下形成大量有机小分子以及有机大分子，这是生成新生物的物质基础。地磁暴是地球从外太空获得额外超高能量的主要来源，整个过程简图如下：
在这样高能量的冲击下，地球原生细菌以及原核生物因吸收能量后，会使自身细胞内的DNA通过极化作用而产生各种变异，并会向外界释放大量的生物信息光子。这样，在强烈的地磁暴发生时，它会给地球的大气、土壤以及海洋带来强大的能量，它们作用于阴阳能量场，诱导那些原核生物体内的DNA产生变异，并形成无数个小的阴阳螺旋生物信息场，生物信息光子通过这个场将新产生的基因信息传递出去，让更多的同类DNA获得这些变异信息，进而产生各类新的初级生命，它们就是最初的原生生物（介于原核生物和真核生物之间的过渡生物）和低等的真核生物，这也是地球生命起源的假说之一。
地磁场变化还有一类最大生物变异是产生了地球上的各种趋磁细菌所演化出的生物，它们是一类在外磁场的作用下能作定向运动并在体内形成纳米磁性颗粒---磁小体（成分为四氧化三铁和四硫化三铁）的细菌，其主要分布于土壤、湖泊和海洋中。磁小体来自活体细胞，不会产生任何毒性且因其颗粒小而均匀（20～100纳米），其功能是导向作用，即借助鞭毛游向对该菌最有力的泥泽、水界面微氧环境处生活。在生命大爆发的时候，它们是演化出众多真核生物的主力军。地球生命产生于地磁，这是我们现在都能看见的，比如自然中很多细菌和真菌的排列都很有规律，从不乱套；鸽子、鱼类、海龟、鲑鱼等生物迁徙从来不会迷失方向，甚至有人说婴儿出生的概率有地区差异，而且时间往往比较集中也都与磁场有关，每个人的气场也是由自身磁场所产生的。
虽然目前人类对地磁场的了解还不很透彻，但我对地球电磁场的不断变化影响地球生物生存的观点坚信不疑，地球生命从一开始就与地磁场有密切关系，每一种生命包括人在内都能利用各类电磁信号接收和发出相关信息。而前面我们讲的磁极反转对大部分生物体最明显的影响就是使其产生遗传物质DNA活化的现象，它足以使地球在原有生命基础上，有足够的能力借此催生地球的新物种。自地球产生以来，地球磁极反转过多次，这已经被别科学所证实，而每次的磁极反转都有大量新物种产生，但也会有一些旧物种灭绝（比如恐龙），地球过往历史有数次生命大爆发和生命灭绝的事实早已经在科学界达成共识。地球磁极反转应该是有规律地周期性发生的，每一次反转都会是扩大地球生物物种的良好机遇，这或许是地球维持自身生物多样性的自动调节机制。因为在两次地球磁极反转之间的漫长时间里，地球上的生物物种是在慢慢减少的，这是我们今天亲眼所见的事实。所以，从这层意义上讲，磁极反转正是挽救地球生命的重要手段。
不过人类对此不用伤感，旧生命的终结也意味着将来新生命会有机会重新开始，因为在每一次地磁极反转过程中都会有大量的新物种诞生，那同样也是绚丽多彩的生命乐章。整个地球的历史，也就是随着地球自身强弱磁场的不断变化导致生物不断地爆发与消失的历史。我们今天所能看到的生物化石以及大量的地下矿产资源都是前一段或是前几段动植物生命灭绝时积累保留下来的，它们绝不是我们这一个生命季的产物。当我们这一季的生命灭绝后，动植物的尸体才能被深埋地下，在经过漫长的历史时期后，有可能形成煤炭、石油、稀有金属等矿产资源供下一季生命使用，地球上的生命长久以来不过如此循环往复而已。我们现今的地球生命状态无非就是久远之前地球生命的翻版，一切都归于自然，一切都不再是秘密。对地球生物来讲，真就是“成败皆因电磁场”。