1,地球有地理上的南北极,但因为地球有磁场,所以也有磁场上的南北极,不过地球的地理南北极与地磁南北极并不重合,而是有一定的角度,而且其位置也在不断的小幅度变化中。科学家发现,150多年来地球的地磁强度一直处于减弱状态,已经减弱了10%到15%,通常减弱到极点之后就会发生磁场偏转的现象,也就是地球磁场的南磁极(S极)变成北磁极(N极),而北磁极转换成南磁极。这是怎么回事呢?其实科学家们至今对地球磁场的减弱和偏转的原因并不十分清楚,因为科学家们对地球磁场产生的原因尚没有完全掌握,通常认为和地球内部含有铁镍等金属的熔岩活动有关,这又和地球和月亮与太阳间的运行有关,自地球形成以来,地球的磁场并不是特别稳定,从一些地质地层现象就可以看到,地球磁场曾经发生了多次转变,不过它的转变也并非一步到位,通常的说法认为它会经历千余年才会完全翻转,但是有新的说法认为只需几年时间就可以完全翻转,虽然地球的磁场强度正在减弱中,但是并不代表地球磁场即将发生翻转,然而由于其中的不确定性,其实它也随时有可能开始翻转,而我们也无法去干预它。那么地球磁场倒转可能会有那些变化呢?首先,变弱的磁场会让太阳粒子风暴更频繁的袭击地球大气层,并且能破坏臭氧层,而臭氧是保护地球免受紫外线侵害的,臭氧层变薄的话,来自太阳的紫外线辐射会伤害地球上的生命,降低农作物产量,增加癌症发病率,导致皮肤癌和白内障。其次,由于地球磁场可以延伸到地球表面的7万公里外,大部分的人造卫星空间站等航天器都在这个距离内,那么如果地球磁场减弱的话,人类发射的航天器将收到不良影响,空间站中的宇航员也会受到来自太阳和宇宙中其他天体的电磁辐射的情况更强一些。再就是有很多鸟类和鱼类依靠地球磁场来辨别方向,所以如果地球磁场减弱的话,对这些生物的生存也会带来一定的考验。
2,首先我们要知道地球磁场是怎么形成的?1.铁磁体假说地球有地壳,地幔和地核构成其中最深处的地核是由铁Fe和镍Ni两种金属元素组成所以在最开始,科学家们理所当然的认为地球磁场就是地核这个大地块本身的磁性这被称为铁磁体假说铁磁体假说相当符合直觉,但是并不正确因为根据皮埃尔.居里先生的实验任何物质只要把它加热到它的“居里温度”,磁性就会消失这里说下什么是居里温度?它是指磁性材料中自发磁化强度降到零时的温度它是铁磁性或亚铁磁性物质转变成顺磁性物质的临界点如果低于居里点温度时该物质成为铁磁体,此时和材料有关的磁场很难改变。当温度高于居里点时,该物质成为顺磁体,磁体的磁场很容易随周围磁场的改变而改变像铁和磁铁矿这类的磁性物质,居里温度大约是700摄氏度只要深入地表25公里以下,就能达到这个温度而地球深处的物质温度高达4000摄氏度远远超过磁性物质的居里温度由于就能判断,地球内部的铁并没有磁性铁磁体假说无法成立2.电荷旋转假说到了20世纪初,科学家又提出了电荷旋转假说这个理论认为地球上存在等量的两种电荷其中一种集中在地球内部,另外一种分布在地球表面随着地球自转,电荷旋转产生环绕整个地球的圆形电流地球磁场就是由这股电流激发出来的感应磁场按照这个理论,人们子要测量出地球表面电场强度有多少,就能得出地球磁场强度的理论值但真正计算之后人们发现这个理论值和真实的磁场强度值之间,相差了一亿倍所以就算地球内部真的存在旋转的电荷,也远远不足以形成强度足够的地磁场电荷旋转假说也无法成立3.双圆盘耦合发电机模型在随后的一百年里,各式各样的假说层出不穷,但大多数都不靠谱,也都无法解释磁极漂移和倒转现象直到1958年日本地磁学家力武常次在发电机假说的基础上提出了双圆盘耦合发电机模型巧妙的解释了地球磁场形成与变化的原因,得到了学界的普遍认同他认为在地核与地幔交界的位置,液态的外核物质会形成对流,构成一个巨大的发电机,地磁场就是由这个发电机发出的电流激发的我们可以把对流的物质看作是旋转的圆盘那这两个圆盘之间就会产生两股方向相反的电流同时激发出两个极性相反的磁场由于两个圆盘旋转的快慢不同各自的旋转速度也在不断变化那其中一个强大更大的磁场就会占据优势在电磁耦合效应的作用下这个方向的磁场被不断增强放大,最终就形成了地球磁场,并且不断随着外核物质的对流而发生变化根据这个假说地核和地幔边界之间的对流相当于一个庞大的混沌体系地球内部一点点轻微的变化,都有可能导致磁性的改变,所以地球磁场总是在不断改变而我们很难预测下一次磁极倒转发生的时间那么磁极倒转会造成怎么样的结果呢?地球表面将遭受巨量的带电粒子流打击依赖磁场导航的生物会陷入疯狂,自然生态被彻底破坏,海平面升高,全球地震,火山爆发,人类文明毁于一旦所有这些都不会发生拉,所以不用太担心虽然目前的研究还无法预测磁极倒转,会带来具体的影响,但没有任何证据表明它会对地球生命造成什么危害事实上,通过对古地磁的研究,科学家们发现在地球历史上,至少发生过大大小小数百次的磁极倒转事件距离我们最近的一次是距今1.4到1.2万年的哥德堡反极性事件那时候还处在新石器时代的人类并没有受到任何影响他们安稳的繁衍生息,创造文明所以不要太担心啦啦啦[大笑][大笑][大笑]
3,地球磁场是地球自转将铁的极性调整到与地轴同一方向的,又受地球摇摆运动影响,始终与地轴保持一定的夹角,夹角大小随地轴倾斜角度变化而改变。现在由于两极冰川融化,地轴位置发生转移,导致地球自转方向发生偏转,造成地球磁场强度减弱,两极冰川全部融化,地轴发生大转移,地球磁场强度会发生大的改变,磁极方向也会出现大的转移。反过来,磁场强度和方向的改变,也证明地轴位置在发生转移,地球自转方向再发生改变。