中国地震局专家认为地磁倒转对人类危害不大

http://www.sciencehuman.com   科学人 网站 2004-07-23

图为：地球


图为：地球极性变化之前的模拟地磁流

图为：太阳风撞击地球磁场产生的极光

　　中国地震局专家认为地磁倒转对人类危害不大

　　在新地球物理科幻恐怖小说《地心末日》中给地磁倒转之后的地球这样的描绘：鸟类迷失方向、人类生活在频繁的辐射报警中。而在同名电影中，世界各国政府联合建造了一 艘载人探测船，它能够穿越2900公里厚的地幔层固体岩石，并且能够承受地核的灼热———这里的温度几乎可以和太阳表面温度相比。探测船的任务是：引爆核弹，从而恢复地核铁原子的自然流动并与地磁场倒转的趋势互相抗衡。这些仅仅是小说家和电影人的幻想吗？

　　4月21日，本报发表了《科学家担心南北极磁极倒转》一文，引述了国外专家的研究成果，提出如果南北磁极倒转将给地球生物带来巨大灾难。近日本报记者专程走访了中国地震局有关专家，他们却表达了截然不同的观点。

　　你想过能飞越几千公里准确送信的信鸽有一天会迷失方向吗？你想过似乎“天性”指南的指南针有一天会调转指向吗？以上假设绝非危言耸听，近日地球物理学家们的发现似乎正向我们展现着这样一幅图景。美国《科学》杂志一篇最新的文章提出：最近150年来，地球南北极所产生的磁场，正持续地急剧衰减，如果以这种速率发展下去，地磁场将在下个千年的某个时期彻底消失。

　　假如地球的磁场真的消失意味着什么？其对地球的影响绝不仅仅是指南针不能指南那样简单。一些外国科学家们严肃地指出：如果地球失去了地磁保护伞，高能宇宙粒子和太阳粒子将毁坏人造卫星，与人类息息相关的事物将暴露在致命的宇宙辐射之下。

　　所幸更多的专家认为地磁场并不会真正消失，地球磁场的衰减只是地球南北两个磁极倒转中的过渡而已。有专家指出，在过去的5亿年中，地球发生过数百次这种所谓的地磁极性倒转。你也许会问：在由陆地和海洋组成的地球表面，怎么会有磁场？如果在下个千年遇到了磁场倒转，人类真的会有大劫难吗？

　　地球磁场来自地核外核的运动，地球磁层的形成受到太阳风的影响。

　　中国地震局地球物理研究所地磁教研室副主任詹志佳研究员是多年从事地磁学研究的专家，他告诉记者，地球结构中的最里一层是地核，地核又可分为外地核、过渡层和内地核三层。其中外地核厚度约2080公里，物质大致成液态，正是液体外核通过一种类似发电机的机制，产生了地球的磁场。目前世界最深的钻井深度也只有16公里，人类对地核内部的具体情况又不太了解。目前学术界对地磁场产生的具体过程，还在理论和假设阶段。从理论上说，99%的地球磁场，都是在地核里产生的，而所产生的磁场也随时间缓慢变换。地磁的衰减正反映了地磁随着时间缓慢变化的情况。另外还有不到1%来自地球外层的电离层。地球的磁轴和自传中轴并不重合，二者的夹角是11度左右。

　　詹研究员介绍说：“起初有古老的看法认为，地球磁场有和磁铁相似的磁力线分布，并在近地空间的观察中得到了证实。地球两边的磁力线分布比较一致，好像地心有个大磁铁一样。”

　　“后来发射卫星上天观测后发现，在距地球较远的地方，地磁场被约束在一定的范围里面，形成所谓地球磁层。这和从前以为的地球磁力线像磁铁一样蔓延到整个宇宙空间的情况不同，这主要是太阳发射出来的离子体——太阳风和地球磁场相互作用的结果。由于受太阳风的限制，向着太阳的地磁层顶部的半径是7-9个地球半径，磁尾部有40-100个磁层半径。”

　　地磁倒转在地球的历史上曾经多次出现，但目前的衰减趋势仍不能确定。

　　地球磁场的倒转又是怎么回事呢？詹研究员解释说：地球就像一个大磁铁一样，一个N极即北极，一个S极即南极，是可以发生倒转的。原来是北极变成南极，南极变成北极。这种变化的时间间隔比较长。在最近600万年间发生了三次倒转。其中最短的间隔是70万年，而最长的则有150万年。所以所谓倒转是在比较长的时间尺度上发生的，而磁场衰减则是倒转过程中的一种现象。不过目前它确实有个衰减的过程存在，有些地区地磁场的强度方面有下降的趋势。

　　问及到底会不会出现磁场消失的情况，詹研究员指出：“到现在为止，地球磁场一直存在，没有哪个时代地球磁场完全消失。从历史上的情况来看，衰减到一定程度，发生地磁场的倒转。地球磁场有本身必然的变化规律，也跟外界的条件有关系。以前也有国外科学家预言，下个千年磁场会倒转，从现在来讲一千年就倒转没有确凿的根据。”

　　“根据历史变化规律，地磁衰减到一定程度就会发生倒转，但是目前地球的磁场是不是会将衰减进行下去，还有待时间来检验。”

　　詹研究员指出：1900年到2000年的一百年间，地球南北极的磁场一直在衰减。2000年后的趋势，表面上看起来是可以预测。但前百年的下降曲线并不是直线，下降的速率也并不只一个，时快时慢。自然也存在曲线探底后，在三年五年以后慢慢上升的可能。现在计算机可以用一些模型来模拟磁场变化。有些假设对过去的情况是成立的，对以后是否成立有待研究。《科学》杂志上的结论也只是基于历史经验和现在电脑模拟研究后的推测。

　　地磁场是个弱磁场，倒转引发的强度变化并不会引发灾难性后果。

　　地球磁场倒转究竟会给人类的生活和周围的环境带来怎样的影响？“上次地磁倒转是百万年前的事，所以没有历史记载。但从生物磁学上分析，生物在磁场中要受到磁场的约束。一些实验表明，磁场的强弱对某些生物的行为是有影响的。有些专家做过统计，地球磁场改变对心脏病有影响。地磁场变化期间，部分病人会有些烦躁。由此推测，地磁场倒转时，地磁的剧烈变化还是对人类有一定影响。”詹研究员如此解释。

　　詹研究员说：“生物学家研究发现，可以远距离精确飞行的信鸽是靠地磁来辨别方向的，如果地磁场发生变动，一定会对其飞行路线有干扰。”

　　他同时强调：“即使地磁发生倒转，也不可能出现灾难性的后果，不会发生人类不能生存这样的现象。现在宇航员已经置身地磁场外仍然活得很好，虽然他们受过专门的训练，但说明一个事实，人类在经过一定训练，脱离地磁场也一定可以生存。”

　　“我们从地质年代去看地磁倒转，是个突然的过程。因为地质年代动辄以亿年、几千万年为计时单位。对于以分、时、天、年为计时单位的普通人来说，这种倒转则是个渐变的过程。不可能出现上一秒指南针指南，下一秒立刻变成指北的现象。我们这一辈人，甚至我们的孙子重孙都感受不到。”

　　地磁场倒转后，其强度又是否会发生变化呢？詹研究员告诉记者：地磁的强度会有一定的变化，但没有必要担心，因为整个地球磁场是一个弱磁场，现在地表的磁场平均强度只有1高斯。一般地区又往往只有0.5 -0.6高斯。比如北京地区的地磁辐射就只有0.55高斯。而在一个普通磁铁旁边的辐射都有几个或几百高斯，电子加速器边的辐射是几兆高斯，甚至更强。当一个磁铁放在我们身边，也不觉得怎样。即使我们在辐射很大的加速器旁边，也没有明显感觉。所以地磁场这个弱磁场的变化不会给我们的生活带来大影响。(北京科技报)

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