地球磁場正在加速減弱

眾所周知，近幾十年來地磁北極已經(jīng)從加拿大快速移動至了西伯利亞，這引發(fā)了科學(xué)界對地球磁場的深入探索。然而，地磁學(xué)家們在繪制全球磁場圖時又發(fā)了一種極端異常的現(xiàn)象——位于南大西洋的地磁場強度出現(xiàn)明顯下降，仿佛在封閉球形的地磁場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......

地磁北極的來回移動吸引了歐洲航空局（ESA）的注意，在進一步探索地磁場過程中意外發(fā)現(xiàn)南大西洋的磁場已經(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)部的動態(tài)作用為整個地球構(gòu)造了一個看不見的“場”，巨大的磁場穿過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)，免疫掉來自太空的致命輻射傷害。同樣，許多動物（尤其是鳥類）也進化出了磁感，并借此完成大規(guī)模的洲際遷徙。但一旦地磁場出現(xiàn)漏洞，后果不堪設(shè)想......

歐洲航空局（ESA）的通過Swarm衛(wèi)星群進一步精確分析了位于南大西洋的磁場“缺口”。德國地球科學(xué)研究中心的JürgenMatzka表示，在過去的十年中，南大西洋出現(xiàn)了異常的磁場強度最低值，并且近年來正在“蓬勃發(fā)展”。減弱的磁場則可能會導(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20萬至30萬年對調(diào)一次。

南北兩磁極上一次翻轉(zhuǎn)發(fā)生在780,000年前，這意味著我們早已處于下一個窗口期之中。根據(jù)地質(zhì)記載，40,000年前曾上演過一次磁極對調(diào)的事件，當(dāng)時地球磁場強度驟降90%，遺憾的是最終以失敗收場。

由于上一次磁極翻轉(zhuǎn)期間人類還不存在，因此研究人員無法準(zhǔn)確預(yù)測未來磁極翻轉(zhuǎn)時對人類產(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栵L(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、互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)、GPS導(dǎo)航、手機信號及電網(wǎng)也將受到打擊。現(xiàn)在我們面臨的挑戰(zhàn)是了解驅(qū)動這一現(xiàn)象的原理，并弄清楚對人類等生命的真正威脅。

太陽活動預(yù)計在2024年達到頂峰

想象一下沒有互聯(lián)網(wǎng)、沒有通訊，我們的生活還能繼續(xù)下去嗎？被稱為太陽耀斑的強烈太陽活動現(xiàn)象，就會在不經(jīng)意的某個時刻，導(dǎo)致這樣的災(zāi)難發(fā)生。太陽耀斑是因為太陽磁場紊亂造成的，地球主要由固體的巖石和金屬組成，因此它的磁場基本上沒有什么變化，而太陽是個熾熱的氣體球，太陽磁場比地球的磁場強數(shù)千倍。

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

1859年9月1日至2日，英國天文學(xué)家理查德卡林頓，觀察到太陽上發(fā)生了一個巨大的太陽耀斑，就在卡林頓觀測到太陽耀斑爆發(fā)后的幾分鐘內(nèi)，英國格林尼治天文臺和基烏天文臺，同時觀測到了地磁場強度劇烈的變化。就連地磁儀的指針，都因為過載的地磁強度，超出了刻度范圍，接著，在觀測到太陽耀斑的18個小時后，各地電報局的工作人員同時報告，機器在閃火花，甚至電線也被熔化，電報在整個歐洲和北美洲都被切斷，許多電線桿被強烈的電壓沖擊燒毀。

這天夜里，北極光幾乎出現(xiàn)在整個北半球上空，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)時人類從太陽耀斑的影響下恢復(fù)得比較快，那時并不像我們現(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大颶風(fēng) 哈維的肆虐，造成美國德州至少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級地震，許多建筑物都成了廢墟，只有美麗的極光會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，我們不可能阻止強大的太陽耀斑以及太陽風(fēng)暴的形成，然而，科學(xué)家們希望能夠追蹤并及時防御他們的攻擊，世界上最大的太陽望遠鏡，丹尼爾·k·井上 太陽望遠鏡，將是預(yù)測此類災(zāi)難的第一道防線。它能拍攝出迄今為止最清晰的太陽圖像，圖像中難以置信的細節(jié)，揭示了許多太陽微小的磁性結(jié)構(gòu)?？茖W(xué)家們在這些清晰的圖像中發(fā)現(xiàn)了太陽表面類似細胞狀的結(jié)構(gòu)黑子，正如你所看到的每一個都像是許多細胞。

這個發(fā)現(xiàn)，將使天文學(xué)家更多地了解太陽活動的驅(qū)動力，將有助于他們正確預(yù)測，最極端太陽耀斑的事件，并在危險來臨的情況下，作出更快的反應(yīng)。此外，科學(xué)家們對美國宇航局，帕克太陽探測器發(fā)射的任務(wù)，寄予厚望，這將是人類探測器有史以來首次進入太陽的大氣層，比以往任何一個航天器都更接近太陽。

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

當(dāng)太陽耀斑爆發(fā)時，會發(fā)散出大量的高能粒子，當(dāng)耀斑輻射來到地球附近時，最先就會與大氣分子產(chǎn)生劇烈碰撞，破壞電離層，使它失去反射無線電電波的功能，所有電視臺廣播都會受到干擾甚至中斷。如果受到更強大的太陽風(fēng)暴影響，變壓器將因電壓過高而燒毀，生活中所有的電器將停止工作，運行的導(dǎo)航設(shè)備將失效，飛機將無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題，更多的自然災(zāi)難接踵而至，如臺風(fēng)、颶風(fēng)和地震，太陽活動對地球的影響是巨大的，但他也有一定周期。

通過觀察，太陽活動的周期為十到十一年，下一個太陽活躍周期，將在2025年或2026年，有31位科學(xué)家警告說，到2024年太陽活動達到頂峰時，太陽可能會對地球產(chǎn)生重大影響。