地磁翻转只是指南针失灵地磁偏转是否预示着灾难?为什么巴马有地
发布时间: 2023-07-18

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地磁翻转只是指南针失灵地磁偏转是否预示着灾难

地球的磁场会翻转?对,你没看错,地磁南极确实转到北极去,而地磁北极也会转到南极去。这样的事情已经在地球的历史上发生了至少20多次。

图:地球磁场

地磁是因为地球内部熔融状态的金属(主要是铁)对外散发热量形成的对流,再加上地球自转形成的科里奥利力,发生了“发电机效应”而产生的。

在上世纪20年代,日本科学家发现火山岩的极化方向与预想的不一样,从而发现了地球磁场会发生翻转。

图:
黑色区间的磁极方向与现在相同,白色区间相反

从地质学家对各个地层的探测发现,地磁极的翻转没有什么规律,长则5000万年,短则10万年。最近的一次翻转发生在78万年前。

图:
地磁北极在北极圈内的移动路径

磁极的翻转会伴随着磁场强度的减弱。最近2000年来,磁场强度下降了35%。在过去的150年下降了10%~15%。

地球磁场可以偏转太阳风和宇宙辐射,使得这些高能粒子不会进入大气层,起到保护地球生命的作用;同时,也使得太阳风不会将大气吹入太空之中。

失去地磁的行星下场都很惨:

火星因为没有了地磁,同时因为质量太低(重力小),因而失去了绝大部分的大气,使得地表的液态水全部蒸发,温度也低至-140多度。

图:火星

图:火星地表

而金星则是由于太阳风带走了大气中的氢和氧这些较轻的气体,只留下了较重的二氧化碳等(它的质量略低于地球,引力足够)。由于金星大气中二氧化碳高达96.5%,温室效应使得金星表面温度接近500度。

图:金星和地球

图:金星地表

地球在磁场翻转期间也会受到太阳风的袭扰,使得地面辐射增强,动物的癌症发病率会提高。同时,大气也会被太阳风带走一些。部分动物的导航会受到影响。

但是,由于磁场反转的过程并不长(可能会在百余年时间内完成),动物应该会很快适应变化后的磁场。所以,地球受到的影响并不大。历史上发生的20多次翻转也证实了这一点。

为什么巴马有地磁

为什么巴马有地磁?

★不仅仅只有广西巴马有地磁,地球的角角落落到处都有地磁存在,只不过是地磁的强弱程度不同而已。而广西巴马正好处在中国版图地壳的一个断裂带,直接切割地球的地幔层,导致地磁增强,到达0.58GS(高斯),而大多数地区的地磁约在0.25GS。这条断裂带就在盘阳河地下,由此诞生了这条富含活性水分子的长寿河。这是因为这些,当地政府大力宣传,让国人知道了广西巴马老人长寿原因,是因为0.58高斯的地磁,打造了巴马养生福地。

★在电磁学里磁是这样定义的:当两块磁铁或磁石相互吸引或排斥时,或当载流导线在周围产生磁场,促使磁针偏转指向,或当闭电路移动于不均匀磁场时,会有电流出现于闭合电路, 这些都是与磁有关的现象。凡是与磁有关的现象也都会与磁场有关。

我们都知道地球就是一大的磁场,N极是北极,S极指的是南极。磁极之间有相互作用,即同性相斥、异性相吸。也就是说N极和S极靠近时会相互吸引,而N极和N极靠近时会互相排斥。我们无时无刻不在这个巨大的磁场下面活动,我们的生活每时每刻都和磁性有关(法拉第研究的发电机就是利用电磁感应现象)。没有地磁我们就无法上网、看电视、听收音机、打电话等等。

再者,我们的人类生活与地磁息息相关,因为整个人体的结构由不同功能、不同类别的细胞组成,而铁是红细胞血红蛋白的主要成分。研究发现人类细胞会依附一定量的磁场帮助,包括血液的流动、蛋白质的分子细胞形成。结果发现新生的细胞是圆形的,含磁量最多,衰老的细胞是三角形的,含磁量少。

★人类对磁的应用由来已久。早在公元前2000年古希腊便有用磁石给人看病的记载。后来阿拉伯人将磁用来治疗肝疾病,德国人用来治疗肩酸痛、神经系统疾病。李时珍所著“本草纲目”就记载了“磁石辛味寒酸主治固弊风、湿肢节肿痛不可持物”的功效,“本草纲目”中也有记载用豆粒大的磁石塞于耳中疗病的病例。

到了上个世纪60年代航空事业得到了空前的发展。频繁的太空活动后,宇航员出现头晕、恶心、乏力等亚健康状态,正是由于缺磁造成的。医学家给这种病症称为“磁饥饿症”。科学实验表明体内平衡状态的破坏将直接导致细胞的快速衰老,从此缺磁现象与 人体老问题就受到了大部分人的重视。

★地球磁层位于地球空间最外层的由稀薄等离子体构成的太空区域。高强度的地球磁场可以屏蔽太阳光中的有害射线,包括太阳光中的紫外线以及宇宙中的射线直射地球表面,影响人类身体健康。

太阳风经过行星附近时,把行星磁场屏蔽在外并把地球磁场包围起来,形成一个很长的、形如彗星般的腔体,称作地球空间。地球空间的最外层中等离子体的动力学特征由磁场控制,称为磁层。地球空间之外正对着太阳风方向有一个驻激波,称为舷激波;舷激波下游被压缩和加热的太阳风区域称磁鞘。

地球磁层的存在是1959年被确认的。向阳面磁层顶的外形像一 个略微压扁的半球;在日地连线方向上它离地心的平均距离为11个地球半径,太阳风动力压强增强时,可减小到地球同步高度。地球磁层可划分为等离子体层、地球辐射带与环电流区、磁尾(地球磁层向背阳方向延伸的部分)。

知足常乐2021.10.10日于上海

地磁是怎样产生的

地球磁场成因是地球物理学重大理论难题之一,它与地球演化、地球内部能量和物质运动、天体磁场的成因等问题密切关联。

• 几百年来,这个题目一直吸引着许多科学家,他们曾先后提出过不少假说。

• 如旋转磁效应、旋转电荷、自由衰减电流,磁暴引起的电磁感 应、热电效应、重物旋转、绕结理论等等。

• 虽然这些假说都具有一定的意义,但却没有一种令人满意的解释地球的永磁性问题。

• 任何一种合理的地磁成因论,都必须从地球内部的结构和性质出发,能解择地球磁场下述的一些现象:

• (1) 地球磁场在近地空间的形态,接近于一个中心磁偶极子磁场;

• (2) 地磁轴偏离地球自转轴通常只是一个不大的角度,而且就大约10^6a的时间平均而言地磁轴与地球自转轴相重合;

• (3) 地球磁矩大约为10^22一10^23A·m^2,而且在整个地磁场历史中变化不大。地球磁场在地面上的强度约为0.5x10^-4T;

• (4) 地球磁场具有非偶极子磁场成分;

• (5) 地球磁场存在长期变化现象,并且可能具有10^2、10^3年和10^4年量级的一些分立周期;

• (6) 地球磁场会反复发生倒转;

• (7)地球磁场至少已存在10^9a。

•假设宇宙大爆炸过后,形成了新的星系,地球磁场的初始状态是受到太阳磁场的影响而产生的地磁场。在太阳强大磁场的作用下,由于地球的公转,使其地球中的类似于环形铁镍金属物质的导体切割太阳的磁力线,从而形成了环形电流。巨大的环形电流在太阳磁场的作用下产生运动,这个运动推动了地球的自转,地表的环形电流远小于地幔和地心,所以,对地球的公转和自转影响不会太大(因为地表中的铁镍物质体积和密度远小于地幔和地心)地球初始的自转速度较慢。因为地球的自转,又增加了地幔和地心的环流(电流)强度,也就使地球的自转速度(提升)永远保持在当前的恒定速度。于此同时,也增加了地表铁镍物质的环形电流强度,这一强大的环形电流,促使地表环形铁镍金属物质产生强大的感应磁场,也就形成了地球的内部磁场,地球的内磁场远大于太阳的磁感应强度从而形成了独立的地球磁场。所以,地球的磁场由此而产生(地球只有永远的保持公转和自转运动,才会有地磁的产生)。

第一种看法认为地球内部

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