地磁倒转对地磁学研究的影响论文

英国科学杂志《自然》2002年4月11日刊登一篇论文详述了地磁场日益严重的弱化，引起了科学界对这个问题的普遍关注。佐以1999年发射的丹麦“阿斯泰兹”(Orsted)号人造卫星 （Orsted satellite是丹麦的第一颗卫星，是以Hans Christian Orsted（ 1777年至1851年）命名的，丹麦物理学家，教授，哥本哈根大学。这是一个几乎太阳同步低地球轨道。)收集的最新资料，科学家们发现了磁场弱化问题。巴黎地球物理研究所胡洛博士等人发现北极和南非一个地区的磁场已经变得特别弱。岩石的“记忆”是怎么形成的呢？熔岩流里含有微小的矿物颗粒，它们是无数的指南针或小型磁铁，自由地指向当时的磁场。当熔岩冷却，其中的小指南针就固定在原地，就算磁场改变，它们也不能再移动，专家们称它为古地磁。辐射爆发，谁能幸存？美国航空和宇宙航行局戈达德太空飞行中心的大气科学家查尔斯·杰克曼博士和他的欧洲同事们一起用计算机模拟磁场倒转可能带来的变化。他们公布报告说，变弱的磁场会让太阳粒子风暴袭击大气层，破坏大量的臭氧，而臭氧是保护地球免受紫外线侵害的。来自太阳的紫外线辐射会伤害地球上的生命，降低农作物产量，增加癌症发病率，导致皮肤癌和白内障。杰克曼博士称，臭氧层受到太阳粒子风暴的袭击，一般可以在2～3年内自然复原，但是只要地磁场依旧微弱，臭氧层仍面临着新的辐射危险。塔多诺博士说，无论地磁是倒转还是变弱然后恢复原状，它对人造卫星和臭氧层的实际影响是差不多的。地球磁场防护的崩溃会让太空粒子更深地穿透大气层，摧毁地球上的电网，正如太阳粒子风暴有时候造成的后果那样。但许多生物学家倒是觉得，因为磁场倒转速度够慢，地球生物的韧性够好，大部分生物能够适应磁场变化。他们注意到化石记录并没有显示磁场倒转和物种大批灭绝之间存在相关性。当年幼的大头海龟们踏上长达8000英里的环大西洋旅程，它们利用看不见的磁场信息来确定自己的方向和方位。从20世纪70年代开始，科学家开始发现大量证据表明很多动物依赖地磁场导航。加州理工学院的约瑟夫·克什维科博士发现，蜜蜂、鸽子、细菌、大马哈鱼、鲸鱼、蝾螈和其他一些动物身上都存在这种依赖性。北卡罗来纳大学生物学家肯尼斯·洛曼博士说，磁场弱到一定程度时，“海龟们就有麻烦了”。1971年，哥伦比亚大学詹姆士·黑斯博士注意到，微小的散线虫类的灭绝和一次的磁场倒转有很大关系。但有些科学家否认二者一定有相关性，因为数据上的证据并不明显。1995年，美国洛斯-阿拉莫斯国家实验室(LANA)和加州大学洛杉矶分校的科学家成功地用计算机模拟了地核中“地磁发电机”的活动，包括地磁倒转。在电脑模拟的数百万年里出现了十多次倒转。在地球深处，地核分固态的内核与液态的外核两部分。液态外核的熔铁流活动产生地磁场，相当于一部超级“地核发电机”。没人准确知道为什么地磁场要周期性倒转，科学家们认为可能是地核中熔铁流活动的改变导致的。不管最新发现如何，公众都不用惊慌。科学家们说就算地磁倒转“迫在眉睫”，它仍然需要2000年时间来完成。上一次的逆转发生在78万年前，那时直立人还在学习怎么制造石头工具呢。为了更好地理解正在发生的磁场减退现象，欧洲航天局批准了一项史无前例的追踪磁场活动计划。他们将在2009年发射3颗人造卫星，而在极地圈上空几百英里处飞行的太空船将于2015年出发。胡洛博士称，科学家们会将卫星数据和计算机模拟结合起来作出远期预测，还将针对危险提出一些警告，可能的解决方案中会包括增强卫星防护等。国际在线专稿：据physorg网站报道，科学家们一直认为地球南北磁极翻转需要花费4000至5000年，但是最新的证据显示这一变化只需要几年时间即可完成。洛杉矶西方学院的地质学家斯科特·博格与美国地质调查局的乔纳森·格伦一起发现了这一证据：在内华达州Battle山上有一处距今1500万年的熔岩，通过观察熔岩内部磁性晶体的磁场模式，他们发现地球南北磁极曾经在一年里翻转了53度。这意味着地球南北磁极曾在4年的时间里就完成了翻转。此外，斯科特·博格还表示，这一研究结果也可能表明在磁极翻转的整个过程中曾出现过一段大幅度的加速时期。尽管没人能确定这类磁极翻转是由于何种原因，但科学家们普遍认为这一现象与地球外核层的铁水移动有关。

地磁倒转会摧毁电网，伤害宇航员和人造卫星，扩大大气臭氧层空洞，将极光反射到赤道，鸟类（主要是候鸟）、鱼类（主要是回游鱼）和其他迁徙动物将因此迷失方向。所幸，虽然有一些人发出世界末日的预言，并称找到了过去磁场倒转和物种灭绝间的联系，专家们说事情还不至于那么恐怖。

扩展资料：

地磁对人的影响：

1、对人体神经系统的影响：

在磁场的作用下，刺激分泌物的合成与释放增加，一些研究表明，低磁场往往使动物的活性增加，兴奋性增高；而较强的磁场常常使生物体的活动减少，兴奋性降低，呈现抑制反应。此外，磁场对植物神经亦有作用，对于心跳、血压、呼吸有一定的影响。

2、对细胞膜结构及特性的作用：

Grandolfo等在研究后提出磁场可以影响细胞静态及动态膜特性；另一方面，低频磁场在影响细胞膜基本结构的同时，还能通过增加脂质的扩散率，进而影响细胞膜的通透性。

3、促进骨质增长：

磁场作用能够促进成骨细胞的增殖，一定强度的静磁场作用能使成骨细胞中的钙离子浓度增加，而且一定强度的静磁场作用能够促进成骨细胞的增殖和分化，其可能的原因是在静磁场作用下，细胞膜钙离子通道开启，胞外大量钙离子进入胞内或可能是胞内“钙库”大量释放的结果。

参考资料来源：百度百科——地磁倒转

磁场倒转会摧毁电网，伤害宇航员和人造卫星，扩大大气臭氧层空洞，将极光反射到赤道，鸟类（主要是候鸟）、鱼类（主要是回游鱼）和其他迁徙动物将因此迷失方向。所幸，虽然有一些人发出世界末日的预言，并称找到了过去磁场倒转和物种灭绝间的联系，专家们说事情还不至于那么恐怖。问及到底会不会出现磁场消失的情况，詹研究员指出：“到现在为止，地球磁场一直存在，没有哪个时代地球磁场完全消失。从历史上的情况来看，衰减到一定程度，发生地磁场的倒转。地球磁场有本身必然的变化规律，也跟外界的条件有关系。以前也有国外科学家预言，下个千年磁场会倒转，从现在来讲一千年就倒转没有确凿的根据。”“根据历史变化规律，地磁衰减到一定程度就会发生倒转，但是目前地球的磁场是不是会将衰减进行下去，还有待时间来检验。”詹研究员指出：1900年到2000年的一百年间，地球南北极的磁场一直在衰减。2000年后的趋势，表面上看起来是可以预测。但前百年的下降曲线并不是直线，下降的速率也并不只一个，时快时慢。自然也存在曲线探底后，在三年五年以后慢慢上升的可能。计算机可以用一些模型来模拟磁场变化。有些假设对过去的情况是成立的，对以后是否成立有待研究。《科学》杂志上的结论也只是基于历史经验和电脑模拟研究后的推测。地磁场是个弱磁场，倒转引发的强度变化并不会引发灾难性后果。地球磁场倒转究竟会给人类的生活和周围的环境带来怎样的影响？“上次地磁倒转是百万年前的事，所以没有历史记载。但从生物磁学上分析，生物在磁场中要受到磁场的约束。一些实验表明，磁场的强弱对某些生物的行为是有影响的。有些专家做过统计，地球磁场改变对心脏病有影响。地磁场变化期间，部分病人会有些烦躁。由此推测，地磁场倒转时，地磁的剧烈变化还是对人类有一定影响。”詹研究员如此解释。詹研究员说：“生物学家研究发现，可以远距离精确飞行的信鸽是靠地磁来辨别方向的，如果地磁场发生变动，一定会对其飞行路线有干扰。”他同时强调：“即使地磁发生倒转，也不可能出现灾难性的后果，不会发生人类不能生存这样的现象。现在宇航员已经置身地磁场外仍然活得很好，虽然他们受过专门的训练，但说明一个事实，人类在经过一定训练，脱离地磁场也一定可以生存。”“我们从地质年代去看地磁倒转，是个突然的过程。因为地质年代动辄以亿年、几千万年为计时单位。对于以分、时、天、年为计时单位的普通人来说，这种倒转则是个渐变的过程。不可能出现上一秒指南针指南，下一秒立刻变成指北的现象。我们这一辈人，甚至我们的孙子重孙都感受不到。”地磁场倒转后，其强度又是否会发生变化呢？詹研究员告诉记者：地磁的强度会有一定的变化，但没有必要担心，因为整个地球磁场是一个弱磁场，地表的磁场平均强度只有1高斯。一般地区又往往只有 －高斯。比如北京地区的地磁辐射就只有高斯。而在一个普通磁铁旁边的辐射都有几个或几百高斯，电子加速器边的辐射是几兆高斯，甚至更强。当一个磁铁放在我们身边，也不觉得怎样。即使我们在辐射很大的加速器旁边，也没有明显感觉。所以地磁场这个弱磁场的变化不会给我们的生活带来大影响。