南大泰西,地磁有个“坑”,需不必要不安?

  来源:中科院之声

  近来有些至交在网上转,说美国国家航空航天局(NASA)公布的地磁图上,就像下边微博附带的图上相通,用红蓝颜色代外埠球磁场强度时,在南大泰西的上空有个地球磁场强度专门矮(蓝色)的区域,周围还稀奇大。一些报道用上了“断裂”、“大坑”、“凹痕”等形容,以及“稀奇”、“可怕”、“主要”之类的词汇,渲染说如许一栽变态发展强烈,甚至会带给人类灭顶之灾,由于这个形象与地磁倒转是直接相相关的。

网友畅所欲言(图片来自网络)网友畅所欲言(图片来自网络)

  行家在积极参与商议的同时,对这些事也不消太甚主要。南大泰西地磁变态区域,科学家发现和确认已经超过50年,而在这之前已经存在了很众很众年。现在异国任何证据或者郑重的理论说它会对吾们人类的生活产生影响。

  你考试没及格?吾开车闯了红灯?隔壁老王家不孕不育……地磁变态就跟很众人笃信的天神相通,对它来说,吾们人类的生活太细微了,你吾的懊丧不值一挑。今天吾们就来聊一聊地磁图上展现出来的这个“坑”。

  有些喜欢奥秘故事的至交答该听说过奥秘的“百慕大三角”区域,其实这个区域就是咱们要聊的南大泰西的一角。很众钻研认为飞机、轮船通过这个区域时,通讯、导航很容易出错,甚至电子仪器自己失灵,末了导致事故,而这些能够是磁场以及与之相关的带电粒子特征引首的。

  按照地球磁场的测量,南大泰西上空有一大块区域的磁场强度比世界其他地区弱了30~50%,弱化的速度也比其他地区快了10倍,既然与“平常”专门分歧,故而被称做南大泰西变态区(South Atlantic Anomaly)。它的中央在南美洲与非洲之间的大泰西,周围涵盖了南美洲西南、非洲南端以及两者之间的大泰西南部。

  地球磁场是个怎么回事呢?磁场是一栽望不见、摸不着的稀奇物质,它不是由原子或分子构成的,但是实际存在。磁体周围存在磁场,磁体间的相互作用就以磁场为序言,因而两磁体不消接触就能发生作用。很早以前,人类就已经清新磁石及其磁性,也发清新指南针,由于它总是有一端直着南(另一端自然就是指北)。而吾们的地球其实就雷联相符个大磁铁。磁铁北极在地理南极附近,磁铁南极在地理北极附近,地磁轴和地理轴之间有也许11°的差错。

地球和它的磁场(图片来自网络)地球和它的磁场(图片来自网络)

  法国学者皮埃·德马立克(Pierre de Maricourt)于公元1269 年论述了他仔细标明铁针在块型磁石附近各个位置的定向,也就是用磁铁指向的倾向定义磁场倾向,从这些记号描绘出很众条线,也就是上图中的磁力线或磁场线。他发现磁力线汇聚于磁石的相逆两端位置,他称之为磁极,如下图所示,磁力线从北极(N)指向南极(S)。后来威廉·吉尔伯特主张地球自己就是一个大磁石,其两个磁极别离位于南极与北极,因而在地面上望磁铁会指向南北倾向。

磁力线指使了磁场的倾向,从北极(N)指向南极(S)(图片来自网络)磁力线指使了磁场的倾向,从北极(N)指向南极(S)(图片来自网络)

  如此望来,地球的磁场在地面分歧地方的大幼和倾向都不会是十足相通的了。有一些常用的外现磁场特征的参数,吾们民风叫地磁7要素,包括了磁场总强度、程度倾向的强度、垂直倾向的强度、向东的强度、向北的强度,这些向各个倾向的强度称为分量,也就是水中分量、垂直分量等等,也包括了跟程度面的夹角(磁倾角)以及水中分量跟北向之间的夹角(磁偏角,也就是相对于向北转过的角度)。这些参量在分歧地方分歧,随着时间也存在转折。

  吾们地球的磁场对地球生物圈有双重珍惜作用:一是避免外来的高能带电粒子侵犯,二是缩短大气层中的带电粒子逃逸。由于带电粒子在磁场中活动会受到使它转向的“洛伦兹力”,因而清淡是“奴役”在磁场周围的,而能量很强的带电粒子也很难容易“逾越”磁力线的限制。对来自宇宙(主要是太阳)的高能粒子而言,它们“吹”向地球并遭遇地球磁场时,会被磁场弹开,或者随着磁场往到地球的夜间侧最远的地方,有些远隔地球而往、有些通过“历尽艰辛”后进入到咱们地球周围的空间中;对于地球的带电粒子(主要是由于太阳辐射形成),地球的磁场也限制住它们在地球周围飞走,难以脱离。

颜色代外埠球周围高能粒子的强度(图片来自网络)颜色代外埠球周围高能粒子的强度(图片来自网络)

  地球的南大泰西地磁变态主要是磁场强度的变态,这边约是同纬度平常区磁场强度的一半大幼。现在吾们认为,地核中的力和磁轴的倾斜共同产生了变态,也就是说,地球行为一个大磁铁,自己在地核当中形成重大磁场的时候,大香蕉在线伊人45行为磁铁的轴已经是偏的了,并异国与咱们地球的地轴重相符,而是处在更添远隔南大泰西的一侧,另外磁轴不息在向西漂移。一些复杂而不规则的形状和过程带来了一个地磁“变态”的区域。

  固然南大泰西变态是由地球内部的过程引首的,但它的影响远远超出了地球外观。这一区域对于穿越它的近地轨道卫星来说能够是危险的。倘若一颗卫星被高能质子击中,它会短路并引首一个称为单粒子翻转或单粒子翻转的事件。这能够导致卫星功能一时展现故障,或者在关键部件被击中时造成长期性损坏。吾们前文说的“百慕大三角”区域的栽栽事故,也与磁场、高能粒子相关的过程相关。

  不过,吾们讲的这些危险仅限于发生在南大泰西地区上空数百公里高的空中。只有上千公里高的空中会有能对你吾人类以及人类生活产生影响的很高能量的带电粒子,它们在大气中会由于碰撞而失踪能量,根本到不了你吾的身边。南大泰西变态区由于地磁变态,这个高度会消极到几百公里,但是!几百公里是什么概念呢?飞机清淡只飞10-20公里高而已!

飞机飞得比云更高,但也到不了卫星的数百公里高度(图片来自网络)飞机飞得比云更高,但也到不了卫星的数百公里高度(图片来自网络)

  那么,很众人关心的,与南大泰西变态相相关的,地磁倒转是什么样的东西,有众危险呢?

  地磁倒转是指地球磁场倾向发生转折,也就是北磁极和南磁极的对调,该过程陪同着磁场强度先削弱后增补。早在17世纪,人们就已经仔细到了强磁化的岩石对罗盘指针有清晰的影响。到18世纪中叶,一些学者发现某些岩石是沿着地磁场被磁化的,这表明某些古代的岩石是能够记录下那时的地磁场新闻。20世纪初,法国科学家David和Brunhes对被熔岩流烘烤过的物质进走了钻研,他们发现这些物质所表现出的磁化倾向与现在地磁场倾向相逆。于是,科学家大胆地推想地磁场在历史上曾经发生过极性倒转。后来,科学家们钻研了全球各地的火山熔岩,证实了磁场的逆向是一个全球性的形象。至此,已经能够一定地磁场的极性实在曾经与现在情况相逆,但是那前卫无技术能确定极性倒转发生的时间。直到1963年,美国科学家Cox和同事行使准确的定年技术证实了极性倒转的全球等时性,地磁倒转这一切念才最先被人们广为批准。

  地磁倒转的时间并异国被发现有很清新的规律,平均不息7000众年,倒转期间地磁场强度降矮了约90%。历史上它最快每隔1万年就能发生一次,最慢相隔4千万年才发生一次。上一次地磁倒转发生在78万年前,那么下一次呢?从1840年以来,地磁场强度不息降矮,平均每一百年就降矮6%,因此,就像吾们开篇挑到的,又有人按照南大泰西变态就最先疑心地磁倒转已经最先。但是倘若考察以前几千年的磁场转折就能够发现,现在的地磁强度降矮仍属平常的摇曳周围,尚无理由坚信这是值得大惊幼怪的。

  就说最先时说到的南大泰西变态区吧,发微博的人把这个区域扩大说的相通众么出乎料想。其实呢,科学家们不息在关注着南大泰西变态区,吾给行家引用两张科学论文当中的图,行家能够望到,南大泰西变态区逐年的转折专门纤细,而且周围的转折也随11年周期太阳活动而变,团体转折的趋势并异国那么快:

1998-2008年的南大泰西变态区面积转折(图片引自:Zou et al., JGR 2015)1998-2008年的南大泰西变态区面积转折(图片引自:Zou et al。, JGR 2015) 2004-2008年南大泰西变态区强度随月份的转折(图片引自:Schaefer et al., Space Weather, 2016)2004-2008年南大泰西变态区强度随月份的转折(图片引自:Schaefer et al。, Space Weather, 2016)

  曾有人按照吾们前边说道的地磁场对地球生物的珍惜,挑出与地球磁场和高能带电粒子相关的,地磁倒转引发生物灭绝的理论,但是近年来逐渐已经被普及屏舍。就吾们所知,地球磁场起码通过过几百次倒转,吾们根本找不到大周围的不幸与地球到转的时间相匹配的有力证据。也就是说,很能够专门专门众次倒转发生时,地球生物并异国“灭顶之灾”。

  来源:中国科学院国家空间科学中央

  声明:大香蕉伊人俺来也网独家稿件,未经授权不准转载。 --> ,