磁極倒轉(zhuǎn)（外文名：polar reversal），是指地磁南北極發(fā)生互換的現(xiàn)象。磁針無論在地球何處，其兩端總是分別指向南北方向，說明地球是一個巨大的磁場。然而，地球的磁場并非一成不變，它的南北磁極曾經(jīng)對換過位置，即地磁的北極變化成地磁的南極，而地磁的南極變成北極。
磁極倒轉(zhuǎn)的原因主要有“受銀河系的磁場變化影響”“地球內(nèi)部物質(zhì)的相互作用導(dǎo)致”“隕石撞擊地球引發(fā)”三種說法。對于地球完成這個倒轉(zhuǎn)過程需要多長時(shí)間，科學(xué)家們一直沒有定論，估計(jì)的時(shí)間范圍從幾千年到28萬年不等。
地球磁場倒轉(zhuǎn)是一種很少發(fā)生的現(xiàn)象，一旦發(fā)生，地球會有一段時(shí)間完全沒有磁場，將對人類產(chǎn)生災(zāi)難性的影響。全球的氣候會發(fā)生重大改變，所有位于地球近地軌道上的導(dǎo)航和通信衛(wèi)星在太陽風(fēng)吹打下都會被損壞，人類通訊癱瘓；地球上所有靠地球磁場導(dǎo)航的生物都會迷失方向，導(dǎo)致生物大滅絕；此外，由于地球失去地磁場保護(hù)，臭氧層不能在地磁場作用下附著在地球表面，從而使沒有臭氧層保護(hù)的地球暴露在宇宙射線、太陽粒子輻射下，這會對地球氣候、人類生命產(chǎn)生致命影響。
科學(xué)發(fā)現(xiàn)與歷史記錄
科學(xué)家們在對地磁場的研究中發(fā)現(xiàn)，地磁場是變化的，不僅強(qiáng)度不恒定，而且磁極也在發(fā)生變化，每隔一段時(shí)間就要發(fā)生一次磁極倒轉(zhuǎn)現(xiàn)象。
早在20世紀(jì)初，法國科學(xué)家布律內(nèi)就發(fā)現(xiàn)，70萬年前地磁場曾發(fā)生過倒轉(zhuǎn)。1928年，日本科學(xué)家松山基范也得出了同樣的研究結(jié)果。第二次世界大戰(zhàn)后，隨著古地磁研究的發(fā)展，人們獲得了越來越多的地磁場倒轉(zhuǎn)證據(jù)。如巖漿在冷卻凝固成巖石時(shí)，會受到地磁場的磁化而保留著像磁鐵一樣的磁性，其磁場方向和成巖時(shí)的地磁場方向一致。科學(xué)家在研究中發(fā)現(xiàn)，有些巖石的磁場方向與現(xiàn)代地磁場方向相同，而有些巖石的磁場方向與現(xiàn)代地磁場方向正好相反。科學(xué)工作者通過陸上巖石和海底沉積物的磁力測定，及洋底磁異常條帶的分析發(fā)現(xiàn)，在過去的7600萬年間，地球曾發(fā)生過171次磁極倒轉(zhuǎn)。距今最近的一次發(fā)生在70萬年前。
原理猜想
磁極倒轉(zhuǎn)產(chǎn)生原理有兩種猜想：偶然現(xiàn)象和必然現(xiàn)象。地球地核除了內(nèi)地核是固體（高壓導(dǎo)致），其余部分是液體，為液態(tài)鐵質(zhì)。由于磁場產(chǎn)生的猜想是“鐵液循環(huán)流動產(chǎn)生電磁”，那么由于某些對流可能突發(fā)導(dǎo)致回路，回路衍生到地表產(chǎn)生反回路，最后導(dǎo)致整個磁場倒轉(zhuǎn)。整個過程3萬~100萬年不等，地磁場首先完全混亂，然后經(jīng)歷1萬年左右消退，接著在反方向增強(qiáng)，也有人認(rèn)為，幾千年內(nèi)就可以解決這種問題。關(guān)于地磁倒轉(zhuǎn)的問題，地質(zhì)學(xué)家和地球物理學(xué)的主流觀點(diǎn)有兩種：一種認(rèn)為，這種磁極倒轉(zhuǎn)是偶然事件，可能是對流產(chǎn)生的。如果地球內(nèi)部某處的磁性突然比其他地方強(qiáng)，則它會將磁力擠出地表，擠到地表的磁力形成一個小磁場，并會反作用于原磁力溢出點(diǎn)，在這種情況下，就發(fā)生了磁極倒轉(zhuǎn)；另一種認(rèn)為，地球磁場的倒轉(zhuǎn)并不是一個隨機(jī)事件，而是有一定的規(guī)律可循，也是可以預(yù)報(bào)的。只是由于地心變化太過復(fù)雜，人們還沒能夠總結(jié)出類似流體運(yùn)動的規(guī)律。
產(chǎn)生原因
磁場是地球非常重要的一個屬性，人們根據(jù)磁極的現(xiàn)象發(fā)明了指南針，但是地球的磁極并不是一直不變的，而是經(jīng)常的發(fā)生倒轉(zhuǎn)。關(guān)于磁極為什么會倒轉(zhuǎn)，還沒有肯定的答案。地球從產(chǎn)生到現(xiàn)在，磁場的方向是一直在改變的，只不過相對緩慢而已。
關(guān)于磁極倒轉(zhuǎn)有許多的說法，比較占主流的有：磁極倒轉(zhuǎn)是因?yàn)榈厍蛱幵阢y河系這個大磁場中，地球磁極的倒轉(zhuǎn)是根據(jù)銀河的磁極倒轉(zhuǎn)來轉(zhuǎn)變的；地球內(nèi)部的物質(zhì)不斷碰撞的結(jié)果，碰撞使地球內(nèi)部的磁場不斷的變化；隕石撞擊地球致使磁場發(fā)生了轉(zhuǎn)變。
倒轉(zhuǎn)周期
對于地球完成這個倒轉(zhuǎn)過程需要多長時(shí)間，科學(xué)家們的研究一直處于猜測狀態(tài)，估計(jì)的時(shí)間范圍從幾千年到28萬年不等。佛羅里達(dá)國際大學(xué)地球物理學(xué)布拉德福德?克萊門特（Bradford Clement）領(lǐng)導(dǎo)的研究小組發(fā)現(xiàn)，地球磁場完成一次倒轉(zhuǎn)大約需要7000年的時(shí)間。地球磁極的轉(zhuǎn)換速度在不同的區(qū)域存在差別。在接近赤道的區(qū)域只需要2000年，而在接近南北極的區(qū)域需要11000年。這正是以前的不同研究得出的地球磁極轉(zhuǎn)換速度不同的原因。
克萊門特解釋說，這是因?yàn)樵谀媳贝?a href="/hebeideji/7201057040826744893.html">磁場缺席的狀態(tài)下，地核產(chǎn)生了一個微弱的磁場，使地球表面出現(xiàn)了眾多的“袖珍小磁極”。最終，新的兩大磁極再次形成，但是南北磁極發(fā)生了對調(diào)，并且恢復(fù)了磁場強(qiáng)度。此次研究中，科研人員在南緯46度至北緯60度之間的不同經(jīng)度上在大湖的湖床或者海底鉆取巖芯。由于巖芯中的礦物質(zhì)保存著地球磁場轉(zhuǎn)換的歷史記錄，科學(xué)家通過不同地點(diǎn)、不同歷史時(shí)期的巖芯記錄進(jìn)行比較就可以確定每次地球磁極轉(zhuǎn)換所需要的時(shí)間。
后果影響
地球磁場倒轉(zhuǎn)是一種很少發(fā)生的現(xiàn)象，一旦發(fā)生，地球會有一段時(shí)間完全沒有磁場，將對人類產(chǎn)生災(zāi)難性的影響，最大的災(zāi)難是太陽輻射。平時(shí)，這些宇宙射線在太空中就被地球磁場吞沒了，然而地球兩極倒轉(zhuǎn)過程中一旦地球磁場消失，太陽粒子風(fēng)暴將會猛擊地球大氣層，對地球氣候和人類命運(yùn)產(chǎn)生致命的影響。地球會整個暴露在各種強(qiáng)烈的宇宙射線下，全球的氣候會發(fā)生重大改變；所有位于地球近地軌道上的導(dǎo)航和通信衛(wèi)星在太陽風(fēng)吹打下都會被損壞，人類通訊癱瘓；地球上所有靠地球磁場導(dǎo)航的生物，如燕子、羚羊、鯨目、鴿子和趨磁性細(xì)菌等都會迷失方向，導(dǎo)致生物大滅絕；此外，由于地球失去地磁場保護(hù)，臭氧層不能在地磁場作用下附著在地球表面，從而使沒有臭氧層保護(hù)的地球暴露在宇宙射線、太陽粒子輻射下，這會對地球氣候、人類生命產(chǎn)生致命影響。有科學(xué)家認(rèn)為，存在古人類文明，由于磁極倒轉(zhuǎn)覆滅了。
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