如果地球的南北极交换了怎么办?
嗯,这是个大问题。
比限流,比某些人在后台投诉我的问题更大。
届时,我们的磁性指南针会指向错误的方向,我们需要更新我们的地图,投诉我的人也会感到困惑,他们会找不到回家的正确方向。
虽然这听起来像是科幻小说,但地磁倒转是真实存在的,它们以前发生过,而且背后的过程可能比你想象的更加危险。
要清楚,不是倒转本身潜在危险,而是在那些积累过程的时期。
地球的磁场,围绕我们星球的护盾,使我们免受致命的太阳辐射,使其强度下降到目前的10%。
如果没了磁场护盾,卫星损毁、电网故障,甚至是持续数百甚至数千年的放射性降雨,这很令人恐惧。
尤其是考虑到我们已经比下一次地磁倒转延迟了几十万年,嗯,该来的总会来。
根据科学家目前探测到的地球磁场的波动,地磁倒转的积累可能已经开始了。
这让我们不禁要问,我们应该担心吗?对于那些喜欢投诉我的人来说,你们是不需要担心的。
接下来,让我们一起探索。当世界颠倒时会发生什么?
让我们首先理解地球磁场的来源。一个行星拥有磁场并不是理所当然的,围绕我们的两颗行星,火星和金星就没有磁场。
的确,地球有磁场,这很棒,如果没有磁场,生命根本无法在这里出现。
由于这个磁场的保护层,致命的太阳辐射被偏离了地球表面,没有了可以分解我们DNA,引发突变和癌症的辐射,使得生物可以在安全的情况下繁衍生息,于是生出了很多无聊投诉我的人。
科学家们仍在努力弄清楚所有细节,为什么有些行星有磁场而有些没有的。
但目前的主要理论是,地球的核心像一个巨大的发电机一样运作。
物理学的一个原理是,可以使用电场来创建磁场,反之亦然。
通过一个线圈移动磁铁,就会开始产生电流,因为那个变化的磁场对那里的电子施加了力。
同样,根据法拉第感应定律,电子的运动创造了一个磁场,该磁场在运动方向周围形成垂直圆环。
但这种原理应用于地球核心的方式是一个复杂和微妙的过程。
首先,我们的核心必须至少部分是液态的,幸运的是,就在我们地球核心的内核之上,有一个液态的外核。在这里,压力不足以保持物质在固态,但外核却异常炽热,最热的地方温度可达摄氏度,足以与太阳表面的温度媲美。这种高温,加上与内核相比较低的压力,足以使铁和镍这些构成外核的元素保持流动状态。
随着你离地心越远,温度就会下降,从而开始了物质的循环。外核中较热、较深处的导电材料上升,然后冷却下沉,形成流动物质的环流和循环。由此开始产生我们的电场。
但如果有许多这样的流动环,理论上应该存在多个磁极,那为什么我们的地球只有一个北极和一个南极?
这是因为有一种额外的力量在起作用,将所有这些场统一并对齐在同一方向上,这就是科里奥利效应。
动力发电机理论认为,科里奥利效应使得这些铁流不是沿直线上升和下降,而是以螺旋形上升。
地球的自转使它们平滑地旋转,进而创建出巨大的螺旋形。由于每个螺旋的每个部分都在其周围形成一个圆形的磁场,因此这些螺旋的内部形成了一个向同一方向上移动的统一且固定的磁场,而外部则将这个环形磁场带回到线圈的底部。
总而言之,它们创建了我们今天所见的北极和南极磁偶极子。
然而,如果你想从中得出一个结论,那就是这个过程是不稳定的,因为它依赖于大量的本质上是漂浮的液态铁,这是非常不稳定的。
因此,我们的磁场会有小的波动,并且一直在摇摆。
我们可以以不同的方式看到这些,但最重要的一种方式是,我们的北极正在不断的移动。
自从年科学家开始追踪探索以来,北极逐渐向北移动了约公里,从加拿大原来的位置移动到西伯利亚。
同时它的移动速度也在增加,从每年16公里增加到约55公里,这是一个巨大的数值跳跃。
然而,这可能只是陀螺的晃动,虽然稍微偏离一点,但总是再大体保持垂直的位置,这与完全逆转相去甚远。
可是,科学家们确信,此类逆转在过去的确发生过,他们甚至有一个具体的数字:
在过去万年中发生了次。
他们是怎么知道的呢?
答案隐藏在地球表面的铁中。当岩浆从地幔喷发时,可能含有少量的铁。由于这些铁可以在熔融的岩浆中自由移动,它们倾向于按照地磁场的方向排列。
于是,科学家们观察到,在地质历史的某些层中,铁指向一个方向,在其他层中却指向相反的方向。
他们的解释是,地球的极点发生了逆转。
平均来看,这些转向似乎每,年就会发生一次。尽管在最近,他们的间隔只有,年。
虽说,从上一次极倒转至今已经过去了很多年,你可能会认为我们应该已经经历了一次,这也是大多人的观点。
然而,科学家发现,这些变化的时刻并没有明确的模式。
在白垩纪期间,两次极倒转之间的最长间隔达到了4万年,创下了记录。
而超级倒转事件——“沙漠倒转”发生在大约至百万年前,即有5万年没有极倒转。
科学家仍在努力理解导致这些倒转的原因。
然而,目前的理论是,可能是地幔和外核之间的某种相互作用,引起了核心旋转的波动。这改变了核心流动的螺旋状路径,破坏了它们。
地球的磁场不再统一,而是变成了一种自我斗争的混乱状态。在这个磁性混乱期间,可能会出现几个极点。随着时间的推移,情况会稳定下来,螺旋路径重新确立。
它们将以哪种方式重新确立似乎是随机的,这意味着大约一半的时间,我们的北磁极会重新出现在地理上的南极。
这种重新确立可能需要0年到00年的时间。这无疑是世界的末日。
好吧,在极点重新确立之前,我们地球的磁场强度会下降到当前强度的10%。
显然,这使得我们无法再防御太阳的辐射。
我们会看到极光出现在更南的地方,皮肤癌的发病率会增加。我们的卫星将缺乏足够的保护,辐射会烧毁它们的电路,使它们失灵,甚至可能使它们慢慢地脱离轨道。
我们的电网将更容易受到太阳风暴的影响,这可能会导致大片地区断电。没有电力和卫星通信,对我们的文明来说将是毁灭性的打击。
情况可能会更糟。新南威尔士大学悉尼分校的一个研究小组调查了地磁场最近的一个减弱事件——拉尚普事件,这是一个持续年的暂时性摆动,而不是一个完全的翻转,并将其与澳大利亚大型动物群的灭绝联系起来,包括巨型袋熊和巨型袋鼠的死亡。
这种类型的摆动被称为地磁偏移,而不是完全的倒转,它们发生在更短的时间内。它们的过渡期可能只持续年,而不是00年,届时物种的生存将会变的艰难。
在他们年的研究中,大气中放射性碳的水平上升是由地球磁场的崩溃引起的,这表明可能导致这些灭绝的气候变化。
时间线上的对应是令人不安的,但这些风险到底有多真实?确定,或许,以及可能吧。人类毁灭这种事情,就算地球不做也会有许多人趋之若鹜。
积极的一面是,除了这项最近的研究外,还没有迹象表明磁场倒转曾与大规模的灭绝事件同时发生。
研究人员并不认为这是一个全球现象。世界其他部分在那场事件中甚至没有受到影响。看起来澳大利亚可能出现了一场完美风暴,其特定条件使其更容易受到太阳辐射的影响。
关于我们的全球社会,值得注意的是,这些磁场变化需要很多年才能完成,即使是以最快的速度,对我们来说也足够的慢。
如果我们的卫星没有足够的防护,我们将有时间建造更好的防护卫星。
如果太阳辐射成为更大的风险,我们可以在室内呆更长时间。
防晒霜会更加有效,以减轻癌症风险。李佳琦能大卖特卖。
尽管我们的磁场会大大减弱,但这并不意味着我们没有任何保护。我们自己的大气层可以阻挡辐射,这意味着至少在一定程度上,我们仍然可以免受太阳风和宇宙辐射的影响。
我们大气中的臭氧层消失需要超过10,年的时间,但如果我们不得不适应生活在一个减弱的磁场下,肯定会有人不适应。
社会的重大变化总是痛苦的。
地球的磁场在过去年里一直在稳步减弱。要完全消失还需要1年,所以有足够的时间让它停止目前的下降趋势,也没有理由认为这不是一次暂时的摆动。
但还要考虑到南大西洋异常区,地球磁场的一个部分已经显示出显著的减弱迹象,覆盖了大部分位于南美和大西洋上空的区域。这个区域可能不会影响地球生活,但它足够危险,以至于烧毁了卫星并威胁到宇航员。
哈勃望远镜每次穿过这个区域都必须关闭。
想象一下,如果整个地球都经历这种情况,那将是我们在地磁极倒转期间可能经历的情况。
令人担忧的是,自从我们开始记录以来,南大西洋异常区一直在增长,这可能意味着又一次地磁漂移,如拉什冲击事件,或者地球磁极的倒转即将到来。
如果发生,这可能不会终结我们的文明,但如果澳大利亚关于大型动物的研究是正确的,它也不会没有后果。可能会有物种灭绝,人类将不得不适应一个非常不同且更危险的太空环境。
了解地磁倒转及其可能对地球的影响是有趣的,但尽管我们不太可能在我们的一生中看到它发生,对于未来的几代人来说,这可能会显得不那么假设。它们可能会颠覆他们的世界。
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