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網友:我在一些地方看到地球的磁場在未來某時會翻轉。這是真的嗎?如果是的話,這回有什麼影響?重力會受到影響嗎?

:地球的磁場在它的歷史中曾經很多次地翻轉方向。對這一現象我們仍未有確切地解釋,但最廣為接受的理論是地球的磁場是由液態的外層地核的運動而產生。外地核中流動的液體形成了一個巨大的電磁鐵並不斷地移動電荷,形成了所謂的‘地磁發電機’。內地核的轉動也會影響地球的磁場。當內外地核的轉動形成了特定的組合時,地磁場將快速地翻轉。

例如,在30000年前凝固的岩漿顯示,地球的磁場在當時和現在是相反的方向。地質成分中的證據表明這種翻轉可能在1000年,甚至短於100年間發生。這類磁場翻轉的現象是通過分析海底岩層發現的。新的海底岩層在大洋中央的海底山脊中形成,當這些山脊上的岩漿凝固時,岩漿中的礦物會沿著地磁場的方向固化。這使得海底岩層中保留有可測量和對照的磁場‘條紋’。這對海洋和地理學家非常有幫助。

重力不會受地磁場影響,因為重力是兩個物體的品質的吸引力,與磁性無關。

在地球磁場翻轉過程中可能出現的現象之一是地球將不會受保護於由太陽發射的帶電粒子流。這些粒子被稱為太陽風,當它到達地球表面時對地球上的生物可能會非常危險。但是,磁場和這些粒子的相互作用會使它們繞過地球表面。一個行星外面(包括地球)帶電粒子的運動受到磁場影響的空間被稱為磁層。

有時磁層會被粒子充飽和。這時,一些粒子會逃逸出磁層,與高層大氣反應並使其發光。這即是北極光(aurora borealis)和南極光(aurora australis)。如果地球磁場在翻轉過程中減弱,更多的粒子將穿過高層大氣。這將是一個問題,但通常大氣層的厚度足以使地球表面得到保護。

雖然電影‘地心搶險記’講述了地球磁場消失,並造成整個大氣層消散的故事,你並不需要擔心它會發生!只要外地核還是液態的,地磁場就會存在-這還會持續非常,非常長的時間!

相關知識延伸閱讀

地球的磁場,也被稱為地磁場,是由地球內部發出,延伸入宇宙的磁場。在那裡它與太陽風,即由太陽射出的帶電粒子流相作用。地磁場是由於地球外核中熔融狀態的鐵的對流流動所產生的電流造成:這類對流是由於地核的熱量散失而造成的,這一自然過程被稱為地磁發電機。地球表面的地磁場在25-65毫特斯拉(0.25-0.65高斯)之間變化。簡單來說,地磁場可以由一個朝向與地球旋轉軸相差11度的磁偶極子產生的磁場來表示,就像一個條形磁鐵以這一角度放置在了地球中央。現在位於北半球的格陵蘭附近的地磁北極,實際上是地磁場的南極,反之亦然。

雖然地球的南北磁極位於地理南北極附近,但它們會持續地隨著時間變化,但這變化緩慢得使得普通的指南針仍可以用於導航。然而,每隔不確定的時間段,平均幾十萬年的時間,地球的磁場會突然翻轉,同時地磁南北極也會隨之交換位置。這些地磁極翻轉現象在岩層中留下了對於古地磁學家計算曾經的地磁場非常寶貴的資料。這些資訊會進一步地幫助對於板塊漂移中大陸和海洋板塊運動的研究。

大氣層中的磁層是位於電離層以上被定義為地球磁場延伸入宇宙的區域。它向宇宙中延申數萬公里,保護著上層大氣和阻擋有害紫外輻射的臭氧層被太陽風和宇宙射線中的帶電粒子帶走。

參考資料

1.WJ百科全書

2.天文學名詞

3. astro- Cathy Jordan-然

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