就像死星周圍無形的力盾一樣，地球磁場包圍著我們的星球，保護我們的家園不受太陽拋出熾熱粒子的傷害。這個地盾——圍繞地球核心旋轉的熔融鐵自然產物——已經支持了我們數十億年，阻止了地球成為一個輻射、帶電的荒地。不過，那個盾牌不時會放鬆它的防禦。每隔幾百萬年左右，地球磁場就會發生幾次極性逆轉，想象一個巨大條形磁鐵在我們的星球內被翻轉過來。

博科園-科學科普：鐵分子在地球外核開關方向，地球外核的鐵分子會改變方向，磁極北極會變成磁極南極，組成地球磁裝甲的看不見的能量流會糾纏並斷裂，可能會使地盾的保護強度降低90%。幸運的是，完全反轉是不常見的，並且在數千年裡慢慢展開(上一次完全逆轉發生在78萬年前)。但是根據週一(8月20日)發表在《美國國家科學院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences)上的一項新研究，地球磁極的部分或暫時的移動可能比之前認為的要快得多——可能在人的一生中發生。

在這項新的研究中，一個國際科學家小組分析了中國古代石筍原子中16000年的地磁歷史。用石頭寫的這個故事告訴他們，大約98000年前，地球的磁場在短短100年內突然發生磁極翻轉——大約比普遍預期的速度快30倍，比人們認為的最快速度快10倍。研究報告的撰寫者之一、澳大利亞國立大學地球科學教授安德魯·羅伯茨在一份聲明中說：這一研究結果為我們瞭解古代磁場行為提供了重要的線索。事實證明，古代磁場的變化速度比我們之前想象的要快得多。

混亂的歷史

太陽輻射不斷地轟擊地球，地球的磁場排斥它，根據一項新的研究，地球保護層可能會比科學家們先前認為的更加迅速和不可預測地削弱。圖片：NASA / Marshall Space Flight Center

在新研究中，羅伯茨和來自中國大陸和中國臺灣的一個大團隊研究了大約16000年前沒有記錄的地球磁史。選擇了一種古老的黃色石筍作為歷史老師。通過測定和分析石筍內部含鐵礦物的年代，研究小組能夠探測到礦物形成時地球磁場流動方向的週期性變化(磁性礦物根據當時地球磁極的位置，以不同的方向運動）。研究小組發現，在16000年的時間裡，地球的磁極發生了數次移動，這對他們來說不足為奇。

這次地震發生在大約98000年前，在不到200年的時間裡——可能在100年內——發生了巨大的極性轉變。這種極快的極性漂移以前從未被證明過，知道地球有能力產生這種自發磁是很重要的，主要是因為我磁盾在反轉的過程中會降低10%的效率。幸運的是，這種減弱並不足以威脅地球上的生命，羅伯茨指出，畢竟地球的磁場已經週期性地逆轉了幾十億年，而生命仍然存在。另一方面，人類技術可能需要更長的時間來應對。

損失達數萬億美元

太陽天氣事件，如太陽耀斑和太陽風風暴，發生時，熾熱的、超荷的能量粒子從太陽表面噴發出來，快速穿過太空，朝著地球的方向碰撞。即使在地球磁場最強的時候，一場足夠強大的太陽風暴也會撕裂這些防禦系統，對任何帶電的東西造成嚴重破壞。這種帶電粒子的激增會擾亂無線電信號，炸燬衛星和宇宙飛船的儀器，並使過載的斷路器關閉整個電網。1989年3月13日一場巨大的太陽風暴衝破大氣層，將加拿大魁北克的電力中斷了9個小時。

早在1859年一場更大的太陽風暴卡靈頓事件，據報道導致美國各地的電報線路短路，火花引發火災，辦公室職員觸電身亡。如果風暴恰好在地球磁場反轉的過程中擊中地球，強度遠不及這些的風暴可能會造成更大的破壞。其結果可能會給我們的電力基礎設施造成數萬億美元的損失，而目前還沒有應對這種規模事件的計劃。希望這樣的事件在未來會有很長的路要走，可以開發未來的技術來避免巨大的損失，讓的手指(但不是你的磁場線)交叉。

博科園-科學科普｜文：Brandon Specktor/Live Science

博科園-傳遞宇宙科學之美