地球的磁场迟早会“翻转”

地球磁场的表现很奇怪。最近几个月，科学家们发现地磁北极的移动速度远超预期——从加拿大北极向西伯利亚加速。位置的变化如此之大，以至于专家们不得不对世界磁场模型(磁场的大规模表示，在世界各地的导航系统中广泛使用)进行临时更新。

导致这一意外变化的原因尚不清楚，但一些科学家后来提出，这可能与“地磁震动”有关。地磁震动是上世纪70年代发现的一种现象，当时磁场以随机的间隔突然加速。

最重要的是，一些专家曾表示，磁场是由于反向作用，也就是说南北磁极互换了位置。两极颠倒的间隔是不规则的，但通常每百万年发生几次。目前，人们认为地球已经“迟来”了。

在接受《新闻周刊》电子邮件采访时，美国利兹大学地球物理学副教授菲尔·利弗莫尔说:K表示磁场的变化。

地球磁场是什么?它是做什么的?

地球磁场环绕着我们的星球，就像一个无形的力场，保护着地球表面的生命——包括至关重要的电子基础设施，如卫星和电网——免受来自太阳的有害辐射。根据对古代岩石的研究，尽管地磁场至少有30亿年的历史，但它的结构却显示出随时间的持续波动，其中最显著的包括在其历史上发生过数百次的全球极性逆转。

从国防系统到智能手机应用程序，许多导航系统都依赖于对磁场的准确了解来确定方向，这强调了理解磁场如何以及为何变化的重要性。

为什么会移动?

地球的磁场是由地球内部的液体内部产生的旋转运动的铁水。就像我们多变的天气和气候受大气运动的影响一样，磁场也在不断地运动。地核的动力学是很难理解的，主要是因为地核在地球表面被地幔(大约3000公里(1864英里)厚的岩石)与我们分开。然而，由地面天文台和卫星组成的全球网络测量磁场的变化，以及地核的计算机模型，使我们能够洞察地球中心的动态。

地磁北极通常移动的速度有多快?这种变化是如何发生的?

1831年，詹姆斯·克拉克·罗斯(James Clark Ross)第一次探险发现了北极，那里的磁场垂直向下。随后的探险，以及从地球表面和太空进行的全球观测，使北极的历史得以重建。1990年以前，北极以稳定的速度移动，速度约为0-15km/yr (0-9m/yr);但在20世纪90年代，它的速度急剧增加到现在的50-60公里/年(31-37m/年)。

北极的位置似乎是由两块磁场之间的拉锯战控制的:一块在西伯利亚下面，一块在加拿大下面:加拿大磁场的减弱解释了北极的加速。

这种变化与地磁震动有什么关系?

地磁震动是在地球表面测量到的磁场行为的一种突然变化，特别是其随时间的变化率，而且常常是地理上局部的。抽筋经常发生，比如最近的抽筋发生在2007年、2011年和2014年。尽管北极最近也表现出与历史行为不同的变化，但它在过去几十年里持续的速度意味着它与地磁震动没有明显的联系。

地磁北极什么时候到达西伯利亚，之后会去哪里?

北极在2017年晚些时候越过了国际日期变更线，现在位于世界的“另一边”，从加拿大向西伯利亚移动。如果它继续沿着目前的轨道和速度前进，20年内将到达西伯利亚。预测地磁场是非常困难的，但极有可能在未来回到加拿大。

磁场下一次翻转是什么时候?上次发生了什么?

上一次的全球反转发生在78万年前的布鲁尼斯-松山，尽管一次失败的反转发生在约4.1万年前的Laschamp事件，当时该磁场暂时反转，并迅速回到之前的极性。

磁场翻转大约每百万年发生三次，再加上目前全球磁场以每世纪约5%的速度减弱的趋势，导致人们猜测地球可能正在走向逆转。

生命显然在多次磁极倒转中幸存了下来，的确，早期人类成功地经历了拉尚事件。然而，目前还不清楚全球磁场的变化会对动物产生怎样的影响。例如，动物在迁徙过程中可能会利用磁场来进行长距离的导航。