地球的磁場會翻轉？對，你沒看錯，地磁南極確實轉到北極去，而地磁北極也會轉到南極去。這樣的事情已經在地球的歷史上發生了至少20多次。

圖：地球磁場

地磁是因為地球內部熔融狀態的金屬（主要是鐵）對外散發熱量形成的對流，再加上地球自轉形成的科里奧利力，發生了“發電機效應”而產生的。

在上世紀20年代，日本科學家發現火山岩的極化方向與預想的不一樣，從而發現了地球磁場會發生翻轉。

圖：黑色區間的磁極方向與現在相同，白色區間相反

圖：地磁北極在北極圈內的移動路徑

磁極的翻轉會伴隨著磁場強度的減弱。最近2000年來，磁場強度下降了35%。在過去的150年下降了10%～15%。

地球磁場可以偏轉太陽風和宇宙輻射，使得這些高能粒子不會進入大氣層，起到保護地球生命的作用；同時，也使得太陽風不會將大氣吹入太空之中。

失去地磁的行星下場都很慘：

火星因為沒有了地磁，同時因為質量太低（重力小），因而失去了絕大部分的大氣，使得地表的液態水全部蒸發，溫度也低至-140多度。

圖：火星

圖：火星地表

而金星則是由於太陽風帶走了大氣中的氫和氧這些較輕的氣體，只留下了較重的二氧化碳等（它的質量略低於地球，引力足夠）。由於金星大氣中二氧化碳高達96.5%，溫室效應使得金星表面溫度接近500度。

圖：金星和地球

圖：金星地表

地球在磁場翻轉期間也會受到太陽風的襲擾，使得地面輻射增強，動物的癌症發病率會提高。同時，大氣也會被太陽風帶走一些。部分動物的導航會受到影響。

但是，由於磁場反轉的過程並不長（可能會在百餘年時間內完成），動物應該會很快適應變化後的磁場。所以，地球受到的影響並不大。歷史上發生的20多次翻轉也證實了這一點。

地磁倒轉的影響，可不是指南針失靈這麼簡單。雖然可能達不到毀滅性災難級別，但對地球生命也是一次大洗禮。

幾萬年來，蜜蜂、鴿子、鯨魚、鮭魚、紅龜、辛巴維（威）鼴鼠等動物，一直依賴先天性的本能在磁場的指引下秋移春返。一旦磁場消失，它們的遷徙和繁殖將無法正常進行，最終失去方向而無法到達目的地或重返家園

而對人類來說，最直接的打擊是缺乏臭氧層保護，人們毫無遮擋地暴露在強烈紫外線輻射之下，還將面臨食物鏈斷節；人造衛星受到持續強烈干擾，所有通訊癱瘓；電網控制系統失靈，出現大面積長期間供電中斷。此外，缺乏地磁場保護，地球大氣層將逐漸被太陽風吹離，假如地磁永久消失，地球最終也會步入火星後塵......

由此可見，地磁倒轉影響是巨大的。那麼，地磁場又是否真的會發生倒轉呢？

根據電磁流體力學推測，地球磁場發生倒轉是完全可能的。曾經，這還只是有著理論基礎的假說，但隨著古地磁研究的不斷深入，地磁極性倒轉已得到證實，並且歷史上曾發生過多次倒轉事件。

1、地磁倒轉的證明方法之一——火山熔岩流磁化方向測定。

熔岩流的高溫達到居里點後，其磁性會完全消失，在慢慢冷卻過程中其內的鐵鎳等物質又會被當時地磁所磁化，形成一個個小的“磁針”，與地磁方向一致。

當熔岩流完全凝固後，這些永磁體的“小磁針”磁場方向就完全被固定。用現今高科技對這些“小磁針”方向進行測定，發現於與當前的地磁場完全相反。再透過對岩石地址年代測定發現，在過去的7,600萬年中，地球磁極至少反轉過170餘次。

科學家先後曾多次進行過類似研究，有很多測定結果和資料都支援地磁倒轉現象。如1925年西西里島的埃特納火山熔岩流測定；1929年松山對日本和中國東北的第四紀熔岩研究；1962年透過行武毅系統對日本地區的分析；以及1969年“地磁極性年表”和1971年“二疊紀到第三紀的古地磁極性地層序列”的公佈等等。

目前，雖然還有一小部分人認為“古地磁的方向異常不一定是地磁自身的倒轉，還有可能是地球版塊運動造成的版塊方向改變”，但這已經改變不了地磁曾發生倒轉的事實。畢竟，古地磁的研究並非單一版塊資料，而且同一版塊同時存在方向相反的“小磁針”。另外，對地球磁極翻轉的印證，並非“古地磁”一個方法。

2、地磁倒轉的證明方案之二——鈹的長半衰期同位素“鈹-10”測定。

地球上的“鈹(Be)”元素，都是以穩定的“鈹-9”形式存在。地磁倒轉前後，地磁會減弱並消失時一段時間，“等再次恢復穩定大約需要1萬年，但此時磁極方向已調轉”，英國地質學家心阿蘭·湯普森教授表示。

在地磁消失期間，大氣電離層也會消散，宇宙射線中的高能粒子會直達地表。在它們的轟擊下，氮、氧等元素會發生裂變產生“鈹-7”和“鈹-10”。“鈹-7”半衰期只有53天，會很快衰變消失；而“鈹-10”半衰期卻長達150萬年，找到“鈹-10”就等於找到了磁極反轉的證據。

七十年代，科學家在大西洋海底4,731米深處發現了較高濃度的“鈹-10”,相應的地質年代為70萬年。這也就證實，在70萬年前有過一次地磁反轉。

全球目前有200多個地磁監測臺，而從近100年的監測資料來看，雖然個別地區的個別年份是有小幅上升，但整體資料均呈現出地磁減弱的現象，衰減速率約為每年減少0.05%。按此速率衰減下去，2,000年以後地球磁矩將變為零。

地磁翻轉只是指南針失靈？近期的地磁偏轉是否預示著災難？

從表面上看起來，地磁翻轉最大的影響就是指南針指示掉了個方向！假如地磁立即可以翻轉完成的話，但事實上會存在一個緩慢下降，然後反轉完成再逐漸增加地磁強度恢復的過程，翻轉前後地磁強度都處於正常水平，除了方向以外並無影響，但反轉過程中影響可就大了！

產生地球磁場的地球發電機示意圖

一、地球磁場的作用是什麼？

一張地磁場示意圖即可徹底表現地球磁場對地球的保護作用，它有兩大功能：

1、保護地球大氣少受太陽風剝離

2、避免航天器直接暴露在太陽高能粒子流下

前者的保護作用是長期的，簡單的說短期內缺少影響並不是特別大，因為地球大氣本身就有相應的補充機制，後者的影響是直接的，但人類也可以增強航天器的防護等級以達到消除影響的目的！看起來似乎沒有影響了？先不忙，我們下文繼續分析！

二、歷史上的地球磁場翻轉記錄

1、日本研究人員在二十世紀初發現火山岩的極化方向與現代不一致，因此揭開了地球歷史上地磁大翻轉的序幕！黑色部分與現代磁極方向相同

2、上世紀七十年代在大西洋海底4731米深處的沉積物中發現了“鈹-10”的痕跡

地球上的鈹元素都以“鈹-9”的方式存在，但地磁場減小直至消失的那段時間裡，太陽風中的高能粒子轟擊氮、氧等元素會產生“鈹-7”和“鈹-10”，前者半衰期很短，後者則長達150萬年，沉積物的地質年代對應約為70萬年前！

“鈹-10”的測定翻轉記錄與火山岩磁場極化方向時間記錄是比較吻合的，而且發現歷史上地磁翻轉非常頻繁！還有一點是相隔時間不等，沒有任何規律可言！

三、磁場消失有多大影響？

上文中有描述地球磁場消失大氣逃逸和航天器受到高能粒子轟擊，需要增強防護，但這只是外圍影響，接下來就是高能粒子直達地表，這會破壞生物DNA結構，大量增加健康風險度，而且高能粒子能量比較大，一般防護比較難消除影響！未來可能的防護措施

1、儘量減少外出，人類需要在厚厚的建築物內部辦公，外出透過地下通道，似乎影響不大

2、必須要露天舉行的活動，也許可以製造強大的磁場發生器，將高能帶電粒子遮蔽到空曠地帶

生物和動物的影響比較難評估，但根據歷史上的生物大滅絕相比，似乎並沒有相關聯絡性！比如最近一次是在70萬年前，人類從600萬年前的南方古猿開始到現代人類，歷經十幾次地磁翻轉，似乎問題並不會太大，即使在毫無防備與防護的原始人身上，也並無產生滅絕性的影響！

最近一次大規模滅絕是在6500萬年前發生的，地磁翻轉和這個毫無聯絡！

應該會在一定程度上增加患病風險，但整體上可能影響並不是特別大，至於生物滅絕則更是無稽之談！