地球磁場(chǎng)正在加速減弱

眾所周知，近幾十年來(lái)地磁北極已經(jīng)從加拿大快速移動(dòng)至了西伯利亞，這引發(fā)了科學(xué)界對(duì)地球磁場(chǎng)的深入探索。然而，地磁學(xué)家們?cè)诶L制全球磁場(chǎng)圖時(shí)又發(fā)了一種極端異常的現(xiàn)象——位于南大西洋的地磁場(chǎng)強(qiáng)度出現(xiàn)明顯下降，仿佛在封閉球形的地磁場(chǎng)上鑿出了一道道裂口。這一現(xiàn)象究竟意味著什么？研究人員再次陷入困惑之中......

地磁北極的來(lái)回移動(dòng)吸引了歐洲航空局（ESA）的注意，在進(jìn)一步探索地磁場(chǎng)過(guò)程中意外發(fā)現(xiàn)南大西洋的磁場(chǎng)已經(jīng)變得極為脆弱，這一范圍從南美洲的智利一直延伸到非洲津巴布韋。更令人吃驚的是，在過(guò)去200年中，環(huán)繞地球的磁屏蔽效果平均減弱了9％。

地球磁場(chǎng)是由地核內(nèi)部液態(tài)鐵環(huán)繞固態(tài)內(nèi)芯旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的，地核內(nèi)部的動(dòng)態(tài)作用為整個(gè)地球構(gòu)造了一個(gè)看不見的“場(chǎng)”，巨大的磁場(chǎng)穿過(guò)地球的南北兩極并筑成一張防御網(wǎng)。地球上的生命正是依賴于這張的磁屏蔽效應(yīng)，免疫掉來(lái)自太空的致命輻射傷害。同樣，許多動(dòng)物（尤其是鳥類）也進(jìn)化出了磁感，并借此完成大規(guī)模的洲際遷徙。但一旦地磁場(chǎng)出現(xiàn)漏洞，后果不堪設(shè)想......

歐洲航空局（ESA）的通過(guò)Swarm衛(wèi)星群進(jìn)一步精確分析了位于南大西洋的磁場(chǎng)“缺口”。德國(guó)地球科學(xué)研究中心的JürgenMatzka表示，在過(guò)去的十年中，南大西洋出現(xiàn)了異常的磁場(chǎng)強(qiáng)度最低值，并且近年來(lái)正在“蓬勃發(fā)展”。減弱的磁場(chǎng)則可能會(huì)導(dǎo)致磁極翻轉(zhuǎn)的自然現(xiàn)象，按照以往的規(guī)律，北磁極和南磁極每20萬(wàn)至30萬(wàn)年對(duì)調(diào)一次。

南北兩磁極上一次翻轉(zhuǎn)發(fā)生在780,000年前，這意味著我們?cè)缫烟幱谙乱粋€(gè)窗口期之中。根據(jù)地質(zhì)記載，40,000年前曾上演過(guò)一次磁極對(duì)調(diào)的事件，當(dāng)時(shí)地球磁場(chǎng)強(qiáng)度驟降90%，遺憾的是最終以失敗收?qǐng)觥?/p>

由于上一次磁極翻轉(zhuǎn)期間人類還不存在，因此研究人員無(wú)法準(zhǔn)確預(yù)測(cè)未來(lái)磁極翻轉(zhuǎn)時(shí)對(duì)人類產(chǎn)生的影響。但可以預(yù)料到的是，隨著磁屏蔽的減弱，地球?qū)⒏菀自馐芴?yáng)風(fēng)暴的襲擊，導(dǎo)致地球外層大氣受熱膨脹。此外，衛(wèi)星信號(hào)、互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)、GPS導(dǎo)航、手機(jī)信號(hào)及電網(wǎng)也將受到打擊?，F(xiàn)在我們面臨的挑戰(zhàn)是了解驅(qū)動(dòng)這一現(xiàn)象的原理，并弄清楚對(duì)人類等生命的真正威脅。

太陽(yáng)活動(dòng)預(yù)計(jì)在2024年達(dá)到頂峰

想象一下沒(méi)有互聯(lián)網(wǎng)、沒(méi)有通訊，我們的生活還能繼續(xù)下去嗎？被稱為太陽(yáng)耀斑的強(qiáng)烈太陽(yáng)活動(dòng)現(xiàn)象，就會(huì)在不經(jīng)意的某個(gè)時(shí)刻，導(dǎo)致這樣的災(zāi)難發(fā)生。太陽(yáng)耀斑是因?yàn)樘?yáng)磁場(chǎng)紊亂造成的，地球主要由固體的巖石和金屬組成，因此它的磁場(chǎng)基本上沒(méi)有什么變化，而太陽(yáng)是個(gè)熾熱的氣體球，太陽(yáng)磁場(chǎng)比地球的磁場(chǎng)強(qiáng)數(shù)千倍。

由于太陽(yáng)赤道上的氣體自轉(zhuǎn)比兩極快，速度差就會(huì)使磁感線彎曲，隨著太陽(yáng)自轉(zhuǎn)，磁場(chǎng)就會(huì)彎曲越來(lái)越嚴(yán)重，更多的磁感線纏繞到一起，等達(dá)到扭曲狀態(tài)的極限，磁感線就會(huì)捅破太陽(yáng)表面，伸展到太陽(yáng)的大氣中形成磁環(huán)。這些磁感線捅出來(lái)的地方，在太陽(yáng)表面形成了太陽(yáng)黑子，隨著太陽(yáng)繼續(xù)自轉(zhuǎn)，更多的磁環(huán)和黑子形成，當(dāng)黑子處的磁場(chǎng)變得非常強(qiáng)時(shí)，磁環(huán)就會(huì)吹向太空，這部分磁場(chǎng)，連同其中所包含的能量氣體一起被拋向宇宙，最終形成了太陽(yáng)耀斑。

1859年9月1日至2日，英國(guó)天文學(xué)家理查德卡林頓，觀察到太陽(yáng)上發(fā)生了一個(gè)巨大的太陽(yáng)耀斑，就在卡林頓觀測(cè)到太陽(yáng)耀斑爆發(fā)后的幾分鐘內(nèi)，英國(guó)格林尼治天文臺(tái)和基烏天文臺(tái)，同時(shí)觀測(cè)到了地磁場(chǎng)強(qiáng)度劇烈的變化。就連地磁儀的指針，都因?yàn)檫^(guò)載的地磁強(qiáng)度，超出了刻度范圍，接著，在觀測(cè)到太陽(yáng)耀斑的18個(gè)小時(shí)后，各地電報(bào)局的工作人員同時(shí)報(bào)告，機(jī)器在閃火花，甚至電線也被熔化，電報(bào)在整個(gè)歐洲和北美洲都被切斷，許多電線桿被強(qiáng)烈的電壓沖擊燒毀。

這天夜里，北極光幾乎出現(xiàn)在整個(gè)北半球上空，一直向南彌漫到古巴和夏威夷?？诸D事件是人類歷史上最大的一次地磁風(fēng)暴，當(dāng)時(shí)人類從太陽(yáng)耀斑的影響下恢復(fù)得比較快，那時(shí)并不像我們現(xiàn)在這樣依賴電力。若是這樣的災(zāi)難發(fā)生在離我們更近的時(shí)代，我們的生活將遭受更大災(zāi)難。

2017年8月，橫掃德克薩斯洲的強(qiáng)大颶風(fēng) 哈維的肆虐，造成美國(guó)德州至少31人死亡，并在休斯頓造成嚴(yán)重的洪水，在此之后，墨西哥南部發(fā)生里氏8.2級(jí)地震，許多建筑物都成了廢墟，只有美麗的極光會(huì)在地球上閃耀得非常明亮，照亮著災(zāi)難的陰暗一面。

在不可預(yù)見的未來(lái)，我們不可能阻止強(qiáng)大的太陽(yáng)耀斑以及太陽(yáng)風(fēng)暴的形成，然而，科學(xué)家們希望能夠追蹤并及時(shí)防御他們的攻擊，世界上最大的太陽(yáng)望遠(yuǎn)鏡，丹尼爾·k·井上 太陽(yáng)望遠(yuǎn)鏡，將是預(yù)測(cè)此類災(zāi)難的第一道防線。它能拍攝出迄今為止最清晰的太陽(yáng)圖像，圖像中難以置信的細(xì)節(jié)，揭示了許多太陽(yáng)微小的磁性結(jié)構(gòu)?？茖W(xué)家們?cè)谶@些清晰的圖像中發(fā)現(xiàn)了太陽(yáng)表面類似細(xì)胞狀的結(jié)構(gòu)黑子，正如你所看到的每一個(gè)都像是許多細(xì)胞。

這個(gè)發(fā)現(xiàn)，將使天文學(xué)家更多地了解太陽(yáng)活動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力，將有助于他們正確預(yù)測(cè)，最極端太陽(yáng)耀斑的事件，并在危險(xiǎn)來(lái)臨的情況下，作出更快的反應(yīng)。此外，科學(xué)家們對(duì)美國(guó)宇航局，帕克太陽(yáng)探測(cè)器發(fā)射的任務(wù)，寄予厚望，這將是人類探測(cè)器有史以來(lái)首次進(jìn)入太陽(yáng)的大氣層，比以往任何一個(gè)航天器都更接近太陽(yáng)。

2019年12月4日，英國(guó)《自然》雜志，公開了帕克太陽(yáng)探測(cè)器的原始數(shù)據(jù)，為人類了解太陽(yáng)活動(dòng)的起源和影響提供了新見解，一次太陽(yáng)耀斑的爆發(fā)，在短短1秒鐘內(nèi)釋放出的能量，與太陽(yáng)幾十分鐘內(nèi)釋放出的總能量相當(dāng)。

當(dāng)太陽(yáng)耀斑爆發(fā)時(shí)，會(huì)發(fā)散出大量的高能粒子，當(dāng)耀斑輻射來(lái)到地球附近時(shí)，最先就會(huì)與大氣分子產(chǎn)生劇烈碰撞，破壞電離層，使它失去反射無(wú)線電電波的功能，所有電視臺(tái)廣播都會(huì)受到干擾甚至中斷。如果受到更強(qiáng)大的太陽(yáng)風(fēng)暴影響，變壓器將因電壓過(guò)高而燒毀，生活中所有的電器將停止工作，運(yùn)行的導(dǎo)航設(shè)備將失效，飛機(jī)將無(wú)法降落在指定位置上，地球軌道上的衛(wèi)星將完全關(guān)閉，宇航員將受到巨大的輻射。而這可能只是我們遇到的小部分問(wèn)題，更多的自然災(zāi)難接踵而至，如臺(tái)風(fēng)、颶風(fēng)和地震，太陽(yáng)活動(dòng)對(duì)地球的影響是巨大的，但他也有一定周期。

通過(guò)觀察，太陽(yáng)活動(dòng)的周期為十到十一年，下一個(gè)太陽(yáng)活躍周期，將在2025年或2026年，有31位科學(xué)家警告說(shuō)，到2024年太陽(yáng)活動(dòng)達(dá)到頂峰時(shí)，太陽(yáng)可能會(huì)對(duì)地球產(chǎn)生重大影響。