從20世紀(jì)初開(kāi)始，地球磁場(chǎng)北極就一路向北移動(dòng)。近20年，地磁北極遷移突然加速，超出了預(yù)期。據(jù)美國(guó)生命科學(xué)網(wǎng)報(bào)道，地磁北極目前已經(jīng)穿越了本初子午線(xiàn)。美國(guó)國(guó)家地球物理數(shù)據(jù)中心和英國(guó)地質(zhì)調(diào)查局預(yù)測(cè)，這一移動(dòng)過(guò)程將繼續(xù)，但速度會(huì)有所減緩。磁極“離家出走”是否會(huì)引發(fā)不可預(yù)知的后果，備受關(guān)注。

世界地球磁場(chǎng)模型不得已提前更新

早在17世紀(jì)初，人們就已經(jīng)知道地球上存在著巨大的磁場(chǎng)。這一磁場(chǎng)可以保護(hù)地球生命免受宇宙射線(xiàn)的傷害，還能阻止太陽(yáng)風(fēng)接觸電離層。磁場(chǎng)的強(qiáng)度和磁極的位置都不是一成不變的。

在過(guò)去20年，地磁北極一直在以每年34英里（約合55公里）左右的速度向俄羅斯移動(dòng)，相當(dāng)于每天前進(jìn)150米，移動(dòng)速度比過(guò)去4個(gè)世紀(jì)的任何時(shí)候都要快，這引起了全球科學(xué)家的關(guān)注。

世界地磁場(chǎng)模型（WMM）作為現(xiàn)代導(dǎo)航系統(tǒng)的重要組成部分，按照慣例每5年更新一次，現(xiàn)有模型的有效期原本應(yīng)到2020年，但由于地磁北極移動(dòng)速度過(guò)快，地磁專(zhuān)家們?cè)诮衲?月就提前更新。

地球磁場(chǎng)強(qiáng)度將每100年減弱5%

據(jù)俄羅斯衛(wèi)星通訊社報(bào)道，英國(guó)地質(zhì)調(diào)查局和美國(guó)國(guó)家地球物理數(shù)據(jù)中心證實(shí)，地磁北極已經(jīng)穿越了本初子午線(xiàn)。BGS發(fā)表的聲明指出，根據(jù)最新的2020年版地磁場(chǎng)模型，未來(lái)地磁北極將持續(xù)向俄羅斯移動(dòng)，但速度會(huì)從每年55公里下降至每年約40公里。

盡管地磁北極移動(dòng)速度降低，但已經(jīng)比100年前快了近3倍。此外，數(shù)據(jù)顯示，由于地磁北極的移動(dòng)，地球磁場(chǎng)的強(qiáng)度將繼續(xù)減弱，大約每100年減弱5%。

據(jù)CNN報(bào)道，外界普遍認(rèn)為，磁場(chǎng)減弱可能是地球磁極即將逆轉(zhuǎn)的一個(gè)信號(hào)。當(dāng)?shù)厍虼艌?chǎng)減弱到全部磁性的10%左右時(shí)，磁場(chǎng)方向?qū)l(fā)生約180度的翻轉(zhuǎn)，隨后磁性將沿翻轉(zhuǎn)后的方向再度加強(qiáng)。

地磁北極和地磁南極歷史上曾發(fā)生過(guò)無(wú)數(shù)次翻轉(zhuǎn)。美國(guó)科學(xué)家的一項(xiàng)研究顯示，最近一次地球磁場(chǎng)翻轉(zhuǎn)的整個(gè)過(guò)程至少持續(xù)了22000年，比人們預(yù)期得更久。

釋疑1

地磁北極為何加速移動(dòng)？

事實(shí)上，地磁場(chǎng)包括地磁極和磁力線(xiàn)等一直處于非線(xiàn)性運(yùn)動(dòng)變化之中，但是20世紀(jì)90年代中期，地磁北極的移動(dòng)速度突然加快，從之前的每年15公里加速到現(xiàn)在的每年55公里。

英國(guó)地質(zhì)調(diào)查局(BGS)地磁專(zhuān)家夏蘭·貝根（Ciaran Beggan）在接受新京報(bào)記者采訪(fǎng)時(shí)表示，地核外流動(dòng)著液態(tài)鐵鎳流體，溫度達(dá)到3000開(kāi)爾文。它的黏度非常低，和地表的水一樣，因此非常容易發(fā)生流動(dòng)，隨之造成大量電子運(yùn)動(dòng)，形成了磁場(chǎng)。

貝根坦言，地心發(fā)生了什么，沒(méi)有人能夠準(zhǔn)確知曉，因?yàn)樗谖覀兡_下3000公里處。不過(guò)，地磁的“發(fā)電機(jī)理論”可以推測(cè)出可能的原因。北極附近有兩塊大的磁場(chǎng)，分別在加拿大和俄羅斯西伯利亞之下。位于加拿大地區(qū)下面的液態(tài)鐵鎳流體噴射，導(dǎo)致加拿大附近的磁場(chǎng)變?nèi)酰谑堑卮疟睒O被“拉向”磁場(chǎng)更強(qiáng)的西伯利亞。隨著加拿大的磁場(chǎng)持續(xù)減弱，地磁北極將繼續(xù)向俄羅斯移動(dòng)。不過(guò)，影響地球磁場(chǎng)的因素很多，“發(fā)電機(jī)理論”還需要進(jìn)一步觀(guān)測(cè)和研究。

“現(xiàn)在探究磁極運(yùn)動(dòng)就好像100年前預(yù)測(cè)天氣一樣，當(dāng)時(shí)人們對(duì)大氣的物理原理已經(jīng)非常了解，但仍然無(wú)法精準(zhǔn)進(jìn)行天氣預(yù)報(bào)。如今預(yù)測(cè)地磁運(yùn)動(dòng)也非常困難。”

釋疑2

磁極逆轉(zhuǎn)會(huì)在短期內(nèi)發(fā)生嗎？

1920年代，日本地球物理學(xué)家松山基范首次針對(duì)地磁逆轉(zhuǎn)進(jìn)行調(diào)查。他根據(jù)日本、朝鮮等新生代熔巖的研究結(jié)果提出，地磁場(chǎng)可能發(fā)生過(guò)逆轉(zhuǎn)。而距離我們最近的一次地磁逆轉(zhuǎn)，發(fā)生在78萬(wàn)年前。

由于地球磁場(chǎng)不斷減弱，人們擔(dān)心磁極發(fā)生逆轉(zhuǎn)。夏蘭·貝根明確表示，“我們不會(huì)目睹地球磁極逆轉(zhuǎn)”。他說(shuō)，如果我們查看過(guò)去10000年的磁場(chǎng)歷史和考古記錄，那么我們可以發(fā)現(xiàn)當(dāng)今的磁場(chǎng)大約處于其平均強(qiáng)度。這意味著，磁場(chǎng)領(lǐng)域的動(dòng)態(tài)并沒(méi)有什么異常之處。

但是，他指出，在過(guò)去的400年中，通過(guò)科學(xué)測(cè)量，我們還沒(méi)見(jiàn)過(guò)磁極發(fā)生如此迅速的變化。

貝根認(rèn)為，根據(jù)凍結(jié)在熔巖流中的磁場(chǎng)地質(zhì)記錄，磁極逆轉(zhuǎn)通常需要5000至10000年，甚至?xí)Ｎ覀冇猩瓴粫?huì)看到這種情況的發(fā)生。

釋疑3

磁極逆轉(zhuǎn)對(duì)生活有何影響？

地球磁極一旦發(fā)生翻轉(zhuǎn)，人們能感受到的最直觀(guān)的影響就是，指南針將不再指向南邊。有少部分人認(rèn)為，地磁逆轉(zhuǎn)可能會(huì)引發(fā)毀滅性災(zāi)難。對(duì)此，貝根表示，不必有這樣的擔(dān)心。

他說(shuō)，地磁逆轉(zhuǎn)將是一個(gè)非常緩慢的過(guò)程，包括人類(lèi)在內(nèi)的地球生命有足夠的時(shí)間去適應(yīng)這個(gè)過(guò)程。其實(shí)，受地磁逆轉(zhuǎn)影響最大的是科技、通信設(shè)備，例如衛(wèi)星、電網(wǎng)、導(dǎo)航系統(tǒng)等。因?yàn)榈厍騼蓸O逆轉(zhuǎn)過(guò)程中一旦地球磁場(chǎng)消失，宇宙射線(xiàn)將猛烈沖擊地球大氣層，并且沖擊電離層，可能會(huì)引起電離層暴，會(huì)對(duì)以上設(shè)備造成損害。不過(guò)，即使我們假設(shè)磁極逆轉(zhuǎn)的過(guò)程只有1000年時(shí)間，那么以人類(lèi)的智慧也足以找到應(yīng)對(duì)措施，保證科技設(shè)備免受干擾。

此外，貝根認(rèn)為，磁極逆轉(zhuǎn)時(shí)，即使主磁場(chǎng)變?nèi)跄酥料В匀粫?huì)有弱磁場(chǎng)的存在，還有地球大氣，可以保護(hù)動(dòng)植物和人類(lèi)免受太陽(yáng)輻射等宇宙射線(xiàn)的傷害。

釋疑4

為何提前更新WMM？

世界地磁場(chǎng)模型（WMM），是描述地球主磁場(chǎng)及其長(zhǎng)期變化的全球地磁場(chǎng)模型。它由美國(guó)國(guó)家地球物理數(shù)據(jù)中心（NGDC）和英國(guó)地質(zhì)調(diào)查局（BGS）聯(lián)合研制，主要為美國(guó)國(guó)防部、英國(guó)國(guó)防部、北約以及國(guó)際海道測(cè)量組織提供導(dǎo)航及定向服務(wù)，同時(shí)在民用導(dǎo)航定位系統(tǒng)等測(cè)量系統(tǒng)中也有廣泛應(yīng)用。

今年，WMM的提前更新引發(fā)關(guān)注。貝根作為參與模型更新的地磁專(zhuān)家表示，這是第一次在計(jì)劃周期之外進(jìn)行的更新。

“2014年我們?cè)谶M(jìn)行研究和預(yù)測(cè)時(shí)，低估了地磁北極的移動(dòng)速度，當(dāng)時(shí)估測(cè)的速度是每年移動(dòng)45公里，實(shí)際移動(dòng)的速度是55公里，而這個(gè)誤差已經(jīng)超出了WMM規(guī)定的范圍。我們?cè)谠?xún)問(wèn)了主要服務(wù)對(duì)象后決定提前更新WMM。”

實(shí)際上，北極區(qū)域之外的用戶(hù)很難察覺(jué)到WMM的修改。最近，美國(guó)國(guó)家地球物理數(shù)據(jù)中心和英國(guó)地質(zhì)調(diào)查局一起調(diào)整了WMM的建制規(guī)范，旨在更精準(zhǔn)地創(chuàng)建模型，減少誤差。

釋疑5

地球磁場(chǎng)如何測(cè)量？

針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，貝根解釋?zhuān)瑪?shù)百個(gè)地面觀(guān)測(cè)站組成的網(wǎng)絡(luò)以及專(zhuān)用衛(wèi)星負(fù)責(zé)對(duì)地球磁場(chǎng)進(jìn)行測(cè)量，專(zhuān)用衛(wèi)星包括歐洲空間局Swarm衛(wèi)星和中國(guó)的“張衡一號(hào)”衛(wèi)星。

他指出，地面觀(guān)測(cè)站擅長(zhǎng)區(qū)分磁場(chǎng)的同一位置的長(zhǎng)期變化，而專(zhuān)用衛(wèi)星的優(yōu)勢(shì)是能夠覆蓋整個(gè)地球。但是，衛(wèi)星數(shù)據(jù)難以實(shí)時(shí)計(jì)算磁場(chǎng)的變化。因此必須將地面觀(guān)測(cè)與專(zhuān)用衛(wèi)星相結(jié)合，才能繪制出好的磁場(chǎng)圖。（記者 陳沁涵）