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新发现!地球磁场逆转持续时间比我们想象得要更长
2019-08-08 18:31 前瞻网   

地球磁极的上一次逆转发生在很久很久之前,人类甚至没能记录到它,但是对古代熔岩流的研究帮助科学家们估计了这一奇怪现象的持续时间。

一组研究人员利用火山记录对地球上一次磁场逆转进行了研究,地球上一次磁场逆转大约发生在78万年前。科学家们在一项新研究中报告说,他们发现,这种磁极逆转所花费的时间可能比研究人员之前认为的要长得多。

在过去的250万年里,地球磁场已经逆转了几十次,南变成了北,北又变成了南。科学家们知道上一次逆转发生在石器时代,但他们对这种现象的持续时间以及下一次逆转可能发生的时间都知之甚少。

在这项新研究中,研究人员依靠接近逆转发生时间的熔岩流序列来测量逆转的持续时间。用这种方法,他们估计这种逆转持续了2.2万年——比之前估计的1000年到1万年要长得多。

威斯康辛大学麦迪逊分校的地球科学教授布拉德利·辛格(Bradley Singer)是这项研究的主要作者,他说:“我们发现,最近一次的磁极逆转比之前认为的要更为复杂,而且在地球外核内部开始的时间也比我们此前认为的要早。”

1993年,辛格在智利对一座火山进行研究时,无意中发现了记录部分磁极逆转过程的熔岩流序列。在试图确定熔岩的年代时,辛格注意到熔岩流序列中有着奇怪的过渡性磁场方向。

辛格说:“这样的记录确实非常罕见,而我是确定这种记录确切日期的极少数人之一。”

从那以后,他就把更好地确定磁场反转的时间作为他职业生涯的目标。

当地球旋转外核中的铁分子开始以相反的运动方向运动时,地球磁场就会发生逆转。随着这种铁分子数量的增加,这些分子抵消了地核的磁场。(如果今天发生这种情况,罗盘就会失去作用,因为指针会从指向北方转向指向南方。)

在这个过程中,保护地球免受太阳粒子和太阳辐射的磁场就会变得越来越弱。

罗切斯特大学地球物理学教授John Tarduno没有参与这项研究,但他在接受采访时说:“这种持续时间意味着地球对太阳辐射的屏蔽将非常复杂,而且就平均而言,在较长的一段时间内,屏蔽效果会比以前较差。它的实际影响仍然有争议,它也并不像某些人可能认为的那样那么惨或者那么极端,但它仍然可能产生很重要影响。”

辛格认为,由于进入地球的有害紫外线增多,磁场逆转的其中一些影响可能包括基因突变或某些动植物物种会受到额外的压力,甚至灭绝。他补充说,进入地球大气层的太阳粒子增加也可能会导致卫星和其他通讯系统出现中断,比如无线电和GPS。

最近有关磁场正在从加拿大北极向西伯利亚剧烈移动的报道引发了一场争论。下一次磁场逆转是否迫在眉睫?它会对地球上的生命产生何种影响?

辛格否认了这些说法,他说:“几乎没有证据表明目前的磁场强度正在下降,或者北极位置正在迅速变化,这两个都是磁场逆转的标志现象,如果上述现象出现了的话,那就意味着磁场逆转将会在未来2000年出现。”

利用从熔岩流中收集的数据,地质学家可以了解更多关于磁场逆转的信息。Tarduno 说:“尽管火山记录不是完整的记录,但就特定时间地点来说,它们仍然是我们所拥有的最好的记录。更高的年代测定准确性,以及更详细的记录将给科学界带来很多值得研究的东西,”他补充说。

这篇论文发表在8月7日的《科学进展》杂志上。

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责任编辑: 4041WCHEN

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