正在不断减弱的地球磁场最终会消失吗？

[db:标签]��国外媒体报道，如果地磁场消失，它会对地球产生什么影响？答案是:不太好，但不像灾难电影描述的那么糟糕。

地球磁场，称为地磁场，起源于地球内部，向外延伸到太空。这种磁场是由地核的剧烈运动产生的，这对我们的日常生活意义重大:它保护地球免受太阳粒子的影响，为导航提供基础，甚至可能在地球生命的进化中发挥重要作用。

那么，如果地磁场突然消失呢？无数带电的太阳粒子将轰击地球，破坏电网和卫星，并使人类暴露在更高水平的致癌紫外线辐射下。换句话说，缺少地磁场会带来严重的问题，但不一定是灾难性的后果，至少在短期内是这样。

这实际上是个好消息，因为地磁场已经减弱了一个多世纪。即使是现在，也有一些地磁极其微弱的地区，例如南半球的南大西洋异常(South Atlantic Exception)，这导致了该地区粒子对低轨道卫星的撞击所造成的技术问题。

至于地磁场，首先要知道的是，即使它减弱，它也不会消失，至少几十亿年内不会消失。地磁场的形成源于地核外核中熔融铁和镍的对流。美国罗切斯特大学的地球物理学家约翰·塔尔杜诺(John Tarduno)说，随着地核的生长和固化，地核内部释放的热量促进了对流运动，对流运动反过来产生电流，从而形成地磁场。据估计，地核每年增长约一毫米。

这个关于地磁场形成的理论被称为发电机理论，地球的核心作为磁场的“引擎”，已经运行了数十亿年。根据2015年的一项研究，科学家认为，大约15亿年前，当磁场强度激增时，地核的当前结构可能已经稳定下来。然而，他和他的团队在地球上最古老的矿物锆石中发现了磁场的证据，可以追溯到42亿年前。这表明地球的核活动已经产生磁场很长时间了。

Tadano在接受采访时说，尚不清楚“发电机”为什么启动，但它可能是由导致月球形成的大规模行星撞击造成的。撞击发生在地球形成后约1亿年，这可能导致地核物质分层，从而引起对流运动，并仍然驱动地磁“发生器”。

在遥远的未来，地核可能最终会变得足够大，以至于外核的对流运动不足以产生电流，磁场最终会失效。然而，这种情况太遥远了，可能需要数十亿年，现在不值得失眠。

减弱的地磁场

与人类生活更相关的是地磁场正在减弱。在过去的160年里，科学家们一直在用地磁观测站和卫星直接测量这种弱化趋势。尚不清楚地磁场是否在160年前开始减弱，以及未来会发生什么变化。Tadano说，目前大约80%的地磁场是偶极磁场。这意味着地磁场更像条形磁铁。如果你能把铁屑散布在地球周围(那里太阳风的影响需要消除)，产生的磁力线将显示清晰的北极和南极。然而，另外20%的地磁场是非偶极磁场，这意味着地磁场比条形磁体更复杂，并且会有局部变化。

在地球过去的历史中，地磁场经历了多次地磁倒转，即南北磁极互换。最后一次逆转发生在78万年前，大约是直立人时代。由于地磁场的减弱通常发生在这些逆转之前，一些人质疑另一场磁场逆转是否即将来临。然而，地磁场有时先减弱，然后无逆转地再次增强。这种现象被称为“远足”。

Tadano和他的团队发现南非的地下核心有一个奇怪的漩涡，这可能是磁场减弱的部分原因。这个漩涡似乎是南大西洋异常形成的原因。这个异常区域始于巴西以东约300公里，横跨南美洲大部分地区，是已知的地磁场薄弱区域。在这个区域，太阳风中的带电粒子比其他区域更容易接近地球。从地理上看，南大西洋的异常并不特别明显。然而，地球轨道卫星在那里遇到了更具破坏性的太阳粒子。在国际空间站飞越该区域的宇航员报告说，他们看到了流星的视觉现象。科学家认为这可能是由于近地轨道辐射水平相对较高。

Tadano的团队怀疑南非地幔的变化可能引发了之前的地磁倒转。好消息是，即使磁场减弱或即将逆转，地磁场也不会消失。没有证据表明地磁场会在反转过程中完全消失。

即使发生地磁反转，“地球仍将保留一部分磁场，这将是一个非常弱的磁场，”Tadano说。这个有小磁场的世界会是什么样子？首先，你的指南针坏了。“它将指向磁场强度最高的区域，”塔达诺说。"这个地区可能离你很近或者很远."

届时，低纬度地区将能看到南北极光，因为这些绚丽的场景是太阳喷射出的带电粒子(太阳风)与地球磁层相互作用的结果。目前，极光只出现在两极附近，跟随地球南北磁场线，但较弱的磁场将允许粒子穿透地球大气层，照亮赤道附近的天空。

南大西洋异常区的卫星异常可能在全球范围内变得普遍，这将导致许多技术故障。太阳粒子会轰击电子设备，造成所谓的单粒子扰乱(SEUs)，即计算机中互补金属氧化物半导体电子元件的电位状态跳跃，从而损坏存储器。当太阳粒子与地球大气层中的电离层相互作用时，它们也会将电子从分子轨道上撞出。这些自由电子会干扰用于通信的高频无线电波的传输。

随着时间的推移，太阳风和地球大气之间的相互作用也会破坏臭氧层，这将增加所有人暴露在紫外线辐射下的机会，并增加患皮肤癌的风险。

马丁·阿彻，伦敦玛丽女王大学的空间等离子体物理学家，说:“虽然没有磁场可能不会对生命产生完全灾难性的影响，但地球上的辐射剂量会高得多。”几乎没有证据表明地磁场的变化在过去影响了地球上的生命。然而，马丁·阿彻(Martin archer)在接受采访时表示，地磁场无疑参与了地球表面的塑造，有助于防止脆弱的地球大气层被无情的太阳风吹入太空。

磁场对大气的形成不是决定性的。例如，金星没有磁场，但它有33，354厚的大气层，其中96%以上是二氧化碳。然而，地磁场确实起到了附加保护层的作用。火星曾经有磁场，但是它在大约40亿年前消失了，它的大气层几乎被完全剥夺了。马丁·阿彻指出，如果有办法让月球拥有类似地球的大气层，太阳风将在一个世纪内将其摧毁。(任天)