近日，美国宇航局(NASA)注意到了一件异乎寻常的小事：地球磁场表面出现了一个小小的凹痕。

在南美洲的北部和大西洋的南部可以看到这个弱点。美国宇航局将这种现象称为南大西洋异常现象(SAA)。

这种异常现象导致太阳粒子进入地球，与正常情况相比，离地球表面更近。

(图源推特)

不过，NASA在推特上称“不会对地球表面的生命有危害”。

这种情况不是孤例。今年5月，就有报道称，科学家在非洲和南美洲之间发现了一大片磁力减弱的区域，在短短5年的时间里，它已经形成了一个最低强度的核心。

科学家们怀疑，这种减弱是一种警告，表明地球正在走向磁极逆转。这是南北两极互换位置的时刻，上一次出现在78万年前。自人类史以来，还从未发生过磁极逆转。

地磁场：地球生命的无形屏障

地磁场是地球生命的一道无形屏障，它保护地球不受太阳发出的高能带电粒子的影响。如果没有磁场，大部分保护地球免受有害紫外线辐射的臭氧气体将从大气中消失。

磁层与太阳风相互作用，使太阳风偏离地球的轨道。在强烈的太阳风暴期间，在两极可以看到明亮的光，即极光。

地球磁场不仅保护地球免受宇宙射线的伤害，而且还作为导航工具帮助许多生命形式。有些鸟类在迁徙时依靠磁场长途旅行，人类也一直依赖它来导航。

地球磁场是由发电机效应产生的。发电机效应将地球液体外核(起发电机作用)产生的机械运动转换成电磁能量。由重力和热力驱动的熔融金属液体外核的对流运动是地球磁场的来源。

科学家们认为在过去曾经发生过“地磁倒转”事件。简单来说，北极变成了南极，而南极变成了北极。在两次磁极翻转之间的时间里，磁场的强度会逐渐减弱，当两极的位置恢复时，磁场的强度才会恢复。

地质学家通过计算古岩石中存在的磁性的方向，发现了磁场逆转的存在。岩石中的磁性矿物记录了当时的磁场是逆转还是保持正常。最后一次逆转被认为发生在78万年前。

根据大量研究，在过去，平均每25万年就有一次磁场逆转。

磁极逆转将比想象中更快?

早在2014年，根据欧洲航天局(ESA)一组名为Swarm的卫星收集到的数据，科学家就已经发现地磁场一直在减弱。

科学家们仍不能确定这种现象的明确原因，但一个可能的解释是地球的磁极正准备翻转。事实上，数据表明地磁北极正在向西伯利亚移动。

欧洲航天局Swarm任务经理Rune Floberghagen说：“这样的翻转不是瞬间发生的，但可能需要几百年，甚至几千年。”

“这种情况在过去发生过很多次。”

不过，关于磁极逆转究竟会何时到来，科学界仍然众说纷纭。

一般而言，地磁场逆转是一种非常缓慢的变化。迄今为止已知的事实证明，一次逆转通常需要4000年到10000年的时间。

但已有部分证据表明，这次或许会和以往不同。

来自Swarm的数据显示，磁场开始比过去更快地减弱。之前，研究人员估计磁场每世纪减弱5%，但新的数据显示，磁场实际上以每十年5%的速度减弱，或者说比想象的快10倍。这表明，与之前预测的大约2000年后发生的完全逆转不同，它可能会更早发生。

至少有两名美国科学家也认为，他们已经发现了证据，表明地磁逆转甚至可以在短短几年内发生。如此短的时间会让任何自然调整都变得不可能。

这一假设的原因是对1600万年前美国联邦内华达州冷却熔岩流的研究。那里的岩石在一年内融化了两次，两次融化之间的磁场旋转了53度。

另一个研究的观点则更温和一些。2018年，发表在《美国国家科学院院刊》上的一项研究称，磁极逆转可能在一个人的一生中发生。

在这项研究中，一个国际科学家团队分析了中国一个古石笋的原子编码中16000年的地磁历史。研究表明，大约在98000年前，地球磁场在短短100年的时间里突然磁极逆转。

研究人员写道：“如此迅速的磁极逆转以前从未出现过。”

许多科学界同行认为这些可能只是一种局部现象，而这些科学家则在寻找这是一个全球性事件的证据，双方的观点都仍需更多论据。

磁极逆转会是世界末日吗?

如果地磁场以十分剧烈的程度迅速减弱，那将会带来一场灾难：地球被毫无遮挡地暴露在太阳风中，全球通讯系统将停摆，一些依赖磁场导航的物种(如蝙蝠、候鸟)会迷失方向，宇宙辐射会对生物的DNA造成有害影响。

然而目前这个“世界末日论”还仅仅停留在理论层面。科学家指出，数十亿年来，地球的磁场一直在周期性地逆转，而生命依然存在。

在过去的磁极逆转中，并没有出现大规模灭绝或辐射损伤的迹象。重大的物种灭绝事件也与发生磁极逆转的时期不一致。

早期磁极逆转时期沉积物层的转变表明，物种变化发生在微生物区，但在较大的生物体中没有发生。

由于磁极逆转是个漫长的过程，对动物的方向感等有害影响可以通过对不断变化的环境的逐步进化适应来避免。

目前，科学界对于地磁逆转总体上还是认为不需要过多担心。研究人员主要把关注的重点放在电网、通讯系统和卫星上，尤其是那些在近地轨道上的卫星。

带电粒子会破坏安装在卫星上的计算机电路，并可能阻碍这些设备的数据收集过程。这种现象被称为单粒子翻转事件(SEU)，它可能只关闭卫星的一个部件，但可能会导致更严重的后果和问题。

即使是威力较小的太阳活动，如果恰好在地球磁极逆转的时候发生，也可能会对我们的电力基础设施造成数万亿美元的损失。

根据历史记录，剧烈太阳活动，如耀斑或太阳风暴，会对地球通讯系统造成巨大破坏：破坏无线电信号，烧毁卫星和航天器的仪器，使断路器过载，使整个电网瘫痪。

1989年3月13日，一场巨大的太阳风暴冲破大气层，导致加拿大魁北克省断电9个小时。1859年更早、更大的一次太阳风暴，被称为卡灵顿事件，导致美国各地的电报线路短路，产生的火花引起火灾，并导致办公室工作人员触电。

编译/前瞻经济学人APP资讯组

参考资料：

https://www.techtimes.com/articles/251911/20200819/cause-panic%E2%80%94nasa-detects-growing-dent-magnetic-field-satellites-go-haywire.htm

http://www.actforlibraries.org/importance-of-earths-magnetic-field/#:~:text=Importance%20of%20Earth%C2%B4s%20magnetic%20field%20The%20Earth%C2%B4s%20magnetic,highly%20charged%20particles%20%28solar%20wind%29%20from%20the%20sun.

https://medium.com/swlh/what-happens-when-the-earths-magnetic-field-reverses-its-polarity-9b06ccdb2dfa

https://www.livescience.com/63414-magnetic-field-rapid-reversal.html