地球内部液态铁对流运动产生的地球磁场，保护了大气层和人造卫星免受太阳有害辐射的伤害。地球生命得以诞生于发展，离不开地球持久而强大的磁场。

已经诞生数十亿年的地球磁场并非亘古不变。变化最大的时候，地磁南北极会互换位置，科学家将其称为地磁逆转。

其实除了自身变化外，地球磁场还会受外界影响！

2007年发射的THEMIS磁层研究卫星，就观察到当太阳和地球的磁场相互对齐时，地磁场的强度会减弱。

五颗THEMIS磁层研究卫星运行轨道

根据古地磁研究，我们现在已知的地磁逆转次数已经达到数万次，科学家专门制定了一个全球磁极时间表。地磁逆转现象发生的时间没有规律，非常随机。

比如在白垩纪时期，地磁场曾经在数千万年间保持一个方向。但是有的时期逆转的又非常频繁，最快的时候五万年间发生了两次逆转。

地球上一次地磁逆转是在78万年前，人们很担心下一次地磁逆转，会给我们带来很大损失！

地磁逆转确实是自然现象，但是磁极逆转过程中，常常伴随着磁场强度的减弱，地球近地空间5.8万公里高的磁层和电离层也会不断削弱，而且完成一次地磁逆转最快也要近百年。

磁层的持续性削弱，让太阳风得以长驱直入，近地轨道卫星将暴露在太阳宇宙粒子的打击之下。地面的大型通信设施和电网也会受影响，具体到个人感受，就是电力供应的不稳定，GPS这些定位系统瘫痪；给人类社会带来极大的经济损失。

南大西洋磁场异常区是地磁逆转先兆？

前些年《自然》杂志刊登文章称，根据过去的200年内地球磁场减弱的15%，有学者预言按照这种速度发展下去，在未来的1000年左右，地球磁场的大逆转会再次发生！

在南美洲和南非之间，有一个神秘的磁场区域叫做南大西洋异常区，那里的磁场比科学家预期的要弱得多。弱磁场和不稳定磁场被认为是地磁逆转的先兆，因此一些人认为南大西洋异常区是下次地磁逆转到来的先兆。

地磁偏角估值等高线图从1590年至1990年的变化

不过这种观点并不是所有人都认同，今年利物浦大学古磁性研究专家安德鲁·比金在《美国国家科学院院刊》发表的最新研究成果揭示了南大西洋的磁场出现异常的原因，目前没必要把南大西洋的异常当作地磁逆转的先兆。

南大西洋异常磁场区确实已经非常弱，当卫星过顶时更易被太阳风影响，会对卫星工作产生干扰。

科学家认为这个奇怪的区域与一块磁场有关，该地区地下2889公里深处正是地核外核的最顶部，不过这块外核的磁场方向与其他地区外核磁场方向相反。

黑色轮廓为反向磁通量碎片区

科学家将其命名为“反向磁通量碎片”，这块碎片的磁场方向不同，才导致地表以上该地区磁场的削弱。今天最北端到葡萄牙，东端到南印度洋。

它的成因有两种说法，一这是外核流体运动的一次性产物，二是地球磁场过去几十万年间一种重复发生的正常现象。

如果是一次性产物，随着其不断扩大和加深，可能就是新一轮地磁逆转的开始！

但如果是过去几十万年里重复产生的正常现象，那么就没什么好担心的了，因为上一次地磁逆转在七十多万年前，这种现象在最近两百年再次发生，造成地磁逆转的可能性很小。

为了找到答案，研究人员前往南大西洋中部的圣赫勒拿岛。这个岛是由火山岩构成，诞生自800万和1150万年前的两次火山喷发。

这个岛很出名，因为拿破仑的流放地就是这儿。

拿皇岛上生活

北望故国

科学家从火山岩中的古地磁可以知道曾经的磁场情况，这名字你可能以为代指“古代地磁”，其实它是一种特殊小颗粒的名字！

它是熔岩流里的微小氧化铁矿物颗粒，自身具有磁性，仿佛一个个小指南针，自由地指向当时的磁场。当熔岩冷却时，这些指南针就会被固定。从而让科学家知道当时地球磁场的方向和强度。

科学家在圣赫勒拿岛研究结果显示，在两次火山喷发期间，古地磁记录下来的圣赫勒拿岛地区磁场，显示都非常不稳定。要知道这两次喷发相隔350万年，这直观显示南大西洋地区磁场的不正常是以百万年为时间单位的。

这直接挑战了这种异常现象只存在过去几百年的说法，只是随着技术进步，最近几百年人们才有条件记录下来罢了；因此它不太可能代表逆转的开始。

为什么这儿的磁场出现异常？

液态外核流动速度很快，外核流体与其上方的地幔相互作用，那儿的温度超过四千摄氏度，正发生在你脚下2900公里的地方。

不过地幔物质的移动速度就要慢得多了，一个地区下的地幔1000万年内变化都不会太明显。

科学家根据地震波来研究我们脚下大地的结构，发现在非洲南部的地幔中有一个很大的特点。在那里，地震波的传播变得非常缓慢。

科学家分析其地幔极有可能是一个异常温暖的区域，尤其是地幔底部，比其它地区的地幔-外核分界处温度都高。该地区地幔与外核的相互作用更加剧烈，影响了该区域外核流体的运动，产生了南大西洋磁场的奇怪行为。

南太平洋及南非地区的磁场异常很可能1100万年前就已经存在，地磁就算将要逆转，其先兆也不是南大西洋的磁场特殊现象。（文章图片来自网络，如侵删）

参考资料：

圣赫勒拿岛古地磁分散性升高表明南大西洋存在长期的异常行为. Yael A. Engbers, Andrew J. Biggin.

全球地磁场变化及异常.苏黎世联邦理工学院地球物理研究所.