綜述

地球?yàn)槭裁茨茉谟钪嫒f(wàn)億行星中，成為唯一能孕育生命的“幸運(yùn)兒”？背后最重要的原因之一，就在于“磁場(chǎng)”——它是地球抵御太陽(yáng)風(fēng)粒子以及高能宇宙射線的天然屏障，如果沒(méi)有它，太空輻射將直接沖擊地球表面，使地球變成如今火星那樣的“荒漠星球”。

可怕的是，根據(jù)科學(xué)家們的最新觀測(cè)，地球的磁場(chǎng)還真出問(wèn)題了！歐洲空間局的一項(xiàng)研究顯示：地球磁場(chǎng)正以每世紀(jì)5%-6%的速度減弱，照這個(gè)趨勢(shì)下去，在短短的1600年后，地球磁場(chǎng)就可能歸零！難道，人類文明距離滅亡已經(jīng)不遠(yuǎn)了？我們又有沒(méi)有可能自救呢？

最重要的保護(hù)層之一

我們都知道，即使不算上極端的溫度以及極度匱乏的氧氣，宇宙環(huán)境對(duì)于生命來(lái)說(shuō)也是十分危險(xiǎn)的。

宇宙中首先充斥著宇宙射線，它們是來(lái)自外太空的高能粒子流，包括質(zhì)子、重離子和其他亞原子粒子。我們一旦直接與這些高能粒子接觸，它們就會(huì)立刻穿透我們身上的每一個(gè)細(xì)胞，破壞DNA結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致基因突變，甚至直接致命。

而對(duì)于地球的老家——太陽(yáng)系來(lái)說(shuō)，其環(huán)境中還會(huì)含有太陽(yáng)釋放的大量帶電粒子，即所謂的“太陽(yáng)風(fēng)”。太陽(yáng)風(fēng)對(duì)人體的傷害類似于宇宙射線，如果咱們不加防護(hù)地接觸，造成的后果輕則患癌，重則失去生命。

可以說(shuō)，太陽(yáng)是孕育生命不可或缺的一環(huán)，它為地球帶來(lái)了合適的溫度和熱量；但一念神魔，一旦我們失去庇護(hù)，太陽(yáng)就會(huì)瞬間把地球變成煉獄。

對(duì)于地球來(lái)說(shuō)，天堂與地獄之間，只隔著一層屏障的距離，這就是——磁場(chǎng)。

磁場(chǎng)最神奇的地方在于，它會(huì)對(duì)所有靠近的帶電粒子施加一種“洛倫茲力”，使得粒子同時(shí)受到垂直于其運(yùn)動(dòng)方向的力，以及磁場(chǎng)方向的力。這就會(huì)導(dǎo)致粒子的運(yùn)動(dòng)路徑發(fā)生偏轉(zhuǎn)，不會(huì)直接到達(dá)大氣層。

否則，地球大氣層就會(huì)因粒子的沖擊而逐漸逸散至太空中，最終徹底被剝離。而地球一旦失去大氣層，其表面就會(huì)直接與高能粒子、宇宙輻射、極端溫度接觸，難逃“荒漠化”的命運(yùn)。

因此，磁場(chǎng)是地球最重要的保護(hù)層之一。而有了磁場(chǎng)，地球萬(wàn)物才能安全地繁衍生息，不少動(dòng)物也能靠著磁場(chǎng)的指引進(jìn)行遷徙，人類則能依靠磁場(chǎng)完成導(dǎo)航與通信，或是通過(guò)磁場(chǎng)研究地球的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

地球磁場(chǎng)為什么會(huì)下降

那么，對(duì)于地球而言如此重要的保護(hù)層，為什么會(huì)下降呢？我們可以從兩個(gè)方面來(lái)解答這個(gè)問(wèn)題：第一，是地球內(nèi)部環(huán)境發(fā)生了變化，也就是磁場(chǎng)產(chǎn)生的過(guò)程出了岔子；第二，就是地球外部的宇宙環(huán)境發(fā)生了變化，從而影響了磁場(chǎng)的存在。

從第一點(diǎn)出發(fā)，咱們得先講講地球的磁場(chǎng)是怎么產(chǎn)生的。

試想一下，地球誕生之初，還是一顆滾燙的熔巖星球，內(nèi)部溫度高達(dá)幾千攝氏度。隨著時(shí)間推移，其中較重的鐵和鎳由于重力沉向中心，并逐漸冷卻，形成了固態(tài)的地球內(nèi)核；而內(nèi)核外圈的液態(tài)金屬仍然滾燙，像蛋清包裹蛋黃一樣圍繞著內(nèi)核流動(dòng)，這就成為了磁場(chǎng)的“發(fā)電車間”。

地球的內(nèi)部持續(xù)散熱，液態(tài)外核中的金屬就像沸騰的湯一樣滾動(dòng)，其中更熱的底部液態(tài)金屬受熱膨脹上升，而頂部的液態(tài)金屬則冷卻下降，兩者在不斷的循環(huán)之中形成了“熱對(duì)流”，誕生了磁場(chǎng)的“原始動(dòng)力”。

液態(tài)金屬恰好是良好的導(dǎo)電體，在它不斷的翻滾、運(yùn)動(dòng)中，便會(huì)產(chǎn)生大量電流。根據(jù)電磁感應(yīng)原理，這些電流就會(huì)產(chǎn)生更大的磁場(chǎng)——這樣的過(guò)程，被稱為“地磁發(fā)電機(jī)效應(yīng)”。

因此，地球磁場(chǎng)為什么發(fā)生變化了？首要的“犯罪嫌疑人”就是地球內(nèi)部的液態(tài)金屬發(fā)生了變化。

根據(jù)科學(xué)家的推測(cè)，地核溫度、壓力的微小變化都可能會(huì)引發(fā)液態(tài)金屬流動(dòng)的不穩(wěn)定性，使其流動(dòng)速度減緩，或是運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生偏移，最終導(dǎo)致磁場(chǎng)強(qiáng)度發(fā)生波動(dòng)。

而從第二點(diǎn)出發(fā)，地球磁場(chǎng)發(fā)生變化的關(guān)鍵就可能來(lái)自于與外部它接觸最為密切的太陽(yáng)風(fēng)。

磁場(chǎng)會(huì)阻擋太陽(yáng)風(fēng)高能粒子的沖擊，但這并不代表它只是使粒子們停下而已，而是還會(huì)與其發(fā)生復(fù)雜的相互作用，并以此形成電流體系，例如“磁暴電流”（這也是極光誕生的原因之一），干擾磁場(chǎng)的強(qiáng)度。

同時(shí)，由于太陽(yáng)黑子的活動(dòng)周期，太陽(yáng)風(fēng)的強(qiáng)度也會(huì)被周期性地改變，這也會(huì)間接地影響地球磁場(chǎng)的能量輸入，導(dǎo)致其下降、衰減。

地球真會(huì)變成下一個(gè)火星嗎

近期，歐洲空間局（ESA）的Swarm衛(wèi)星數(shù)據(jù)顯示，過(guò)去200年內(nèi)，全球磁場(chǎng)強(qiáng)度已經(jīng)以以每世紀(jì)5%-6%的速度下降了9%，其中南大西洋異常區(qū)的磁場(chǎng)強(qiáng)度更是比平均水平低了30%，衛(wèi)星經(jīng)過(guò)時(shí)甚至?xí)霈F(xiàn)設(shè)備故障。照這個(gè)趨勢(shì)下去，在短短的1600年后，地球磁場(chǎng)就可能歸零。

屆時(shí)，地球大氣層將因此完全消失，地球表面會(huì)直接承受高能粒子、宇宙輻射、極端溫度的沖擊。而悲劇的結(jié)果已經(jīng)有了前車之鑒，就是咱們地球的好鄰居——火星。

在大約40億年前，火星的環(huán)境很可能與現(xiàn)在的地球類似，擁有濃厚的大氣層，以及豐富的液態(tài)水，甚至還可能誕生了如人類一般的智慧生命。但由于其核心逐漸冷卻，導(dǎo)致磁場(chǎng)消失，太陽(yáng)風(fēng)逐漸剝離了大氣層，才最終成為了如今荒蕪的紅色星球。

這么看來(lái)，地球磁場(chǎng)減弱還真是個(gè)巨大的危機(jī)！那么，人類文明需不需要做點(diǎn)什么，來(lái)免遭毀滅的命運(yùn)呢？其實(shí)，咱們不必太過(guò)杞人憂天。

首先，所謂的“1600年磁場(chǎng)歸零”，實(shí)際只是線性推算。而磁場(chǎng)隨時(shí)都可能因?yàn)橹芷谛圆▌?dòng)而發(fā)生逆轉(zhuǎn)，重新上升。

歷史研究也表明，地球磁場(chǎng)曾經(jīng)多次發(fā)生過(guò)磁極反轉(zhuǎn)，這一過(guò)程就伴隨著磁場(chǎng)強(qiáng)度的下降。在磁極徹底發(fā)生翻轉(zhuǎn)前，磁場(chǎng)可能經(jīng)歷長(zhǎng)達(dá)幾十萬(wàn)年的長(zhǎng)期衰減，隨后又重新增強(qiáng)。

有科學(xué)家認(rèn)為，此次南大西洋磁場(chǎng)的異常很可能是地球磁極發(fā)生下一次翻轉(zhuǎn)的信號(hào)——但不用太過(guò)擔(dān)心，因?yàn)榇艌?chǎng)強(qiáng)度還會(huì)回來(lái)的。

其次，火星的悲劇之所以發(fā)生，是因?yàn)槠鋬?nèi)核的冷卻。但根據(jù)測(cè)量，地球如今核心溫度高達(dá)5000℃，這個(gè)溫度下液態(tài)外核的持續(xù)對(duì)流可維持磁場(chǎng)數(shù)十億年，短期內(nèi)“熄火”的概率極低。

最后，即使地球磁場(chǎng)真要?dú)w零了，以咱們目前的科學(xué)技術(shù)來(lái)說(shuō)，也還有應(yīng)對(duì)方法，例如強(qiáng)化衛(wèi)星和電網(wǎng)的電磁屏蔽技術(shù)，開(kāi)發(fā)抗輻射的太空服和地下避難所，通過(guò)巨型電磁線圈或地核工程人為增強(qiáng)磁場(chǎng)等。

畢竟，就算地球磁場(chǎng)一直下降，不再上升，咱們也還有1600年的時(shí)間來(lái)完成這些工程，按人類科技進(jìn)步的速度來(lái)說(shuō)，是很綽綽有余了！

總結(jié)

對(duì)于地球磁場(chǎng)的變化，英國(guó)科學(xué)家吉姆·維爾德這么說(shuō)道：“這不是末日預(yù)言，而是提醒我們敬畏自然，守護(hù)家園?！?/strong>地球磁場(chǎng)的衰減其實(shí)只是自然演化的常態(tài)，是地球內(nèi)核在漫長(zhǎng)的時(shí)間里的一次“呼吸”。

對(duì)此，我們與其恐慌，不如未雨綢繆，加強(qiáng)對(duì)磁場(chǎng)的監(jiān)測(cè)，也開(kāi)始探索火星殖民等“備份計(jì)劃”。但無(wú)論如何，這都是幾百年之后的事情了，與現(xiàn)在的我們來(lái)說(shuō)，關(guān)系真是不大了！