地球磁场会倒转

贾斌

①地球有一个全球性的磁场，就是说整个地球的地磁场是一致的，所有地方磁极的指向都是相同的，有着共同的地磁南极和北极。虽然地磁场摸不着看不见，但是人类利用磁场的时间很早。在古代中国，就有利用司南和指南鱼指示方向的记录。在随后的数百年里，人们一直认为，地磁场，至少地磁的方向，是不变的，指南针指示的南北方向是恒定的。但后来发现，地磁场是非常不稳定的，不管是方向还是强度。

②在地球的岩石中，或多或少都会含有一部分的铁。在岩浆岩中，当高于某一特定温度时，里面磁性元素铁的磁场会在地磁的作用下定向排列;当冷却低于这一温度时，岩石就不再受地磁的影响，从而记录下当时地磁场的方向。物质的这一特性是著名的物理学家居里夫人最先发现的，后来人们就把这一特定的温度称为居里点，不同物质的居里点并不相同。在沉积岩中，其中的铁在沉积的过程中，受地磁场作用也会发生重排，从而记录下当时的地磁场方向。

③在1906年，法国地球物理学家布容在研究法国中南部火山区熔岩及其下面的黏土沉积物的时候，发现岩石记录的磁极和现在的地磁极是相反的，从而推测地球的磁场可能发生过倒转。直到上世纪50年代，随着地质年代学的发展，科学家才逐渐意识到地磁倒转是一个全球性的问题。比如，在大洋底的玄武岩中发现了对称的磁异常条带，这是因为从地球深处不断上涌的岩浆向两侧扩展，记录下了当时的古地磁方向，这种条带成为海底扩张的直接证据。时至今日，地层记录的古地磁方向，仍旧是地质学家恢复板块在历史时期的位置以及漂移轨迹的最有力证据。

④在过去的8300万年中，地磁场共倒转了183次，而且没有明显的规律，有时候100万年可以倒转五六次，有时候可能只有一次。在恐龙繁盛的白垩纪，地磁场稳定了4000万年没有发生倒转，这段时间地磁场的方向和今天是一样的，是迄今为止地层记录中持续最长的地磁稳定期。最近的一次倒转发生在78万年以前，并保持至今。

⑤现在一种比较流行的观点认为，地磁场起源于地核的运动。由于地核极度的高温和液态的存在形式，外核物质与热量的对流十分普遍。我们知道，铁是一种磁性金属，其对流可以造成磁场与电流的相互激发，形成稳定的全球性磁场。和地球十分类似的月球和火星，由于体积较小、冷却快，地核已完全固化，因而没有全球性的磁场存在。

⑥由于地磁场变化的极度不规律性，科学家并不能给出准确的预言，目前只是有这种可能性，但要多久才能完全倒轉，并不确定。毕竟，这是至少几十万年才会发生一次的事，并没有规律可循。

（选自《北京日报》2018年9月12日，有删改）

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（安徽  李仰臣供稿）