如果有一天地球上的南極變成了北極，指南針指向北方，鳥類和其他對磁場敏感的動物將怎樣辨別方向？這不是科幻小說的奇思妙想，據科學美國人報道，最新的研究成果顯示，地球的磁極已經顯露出向相反方向移動的征兆，科學家們認為，地球磁場也許即將反轉。
地球磁場約每25萬年
反轉1次
礦物可以記錄過去磁場的方向。科學家利用這一點，發現在地球45億年的歷史中，地磁的方向已經在南北方向反復變化了數百次。然而，地球的磁極在最近的78萬年中都沒有發生反轉，這段磁極穩定的時期相對于通常25萬年1次的反轉頻率要長了很多。
不過，科學家們利用最新的衛星觀測數據已經發現，地球的主要磁場自從1830年首次測量以來已經減弱了10%。這個消退速度比在失去能量的情況下磁場自然消退的速度還要快20倍。德國馬普研究所地磁專家克里斯坦森表示，根據計算，即使失去能量，磁極也要經過10萬年才會自行消失。目前觀測到的地球主要磁場強度快速減退，意味著一種新的磁性在產生的同時，也在破壞著原來的極性。
地球磁場的分布并不均勻
與公眾理解的條形磁鐵那樣簡單的磁性不同，地球磁場的磁性其實復雜得多。科學家們現在已經根據衛星觀測結果，繪制出了地球磁場的主要分布圖。其中一個重要的發現是，地球的磁場并不是均勻分布的。地球的大部分磁場僅源于地心——地幔邊界四個寬廣的區域。他們發現，磁極磁場的大部分強度主要來源于北美洲、西伯利亞和南極洲沿海之下。
不僅如此，在詳細繪制出地球磁場分布圖之后，科學家們還發現了存在磁場反向通量的地域。其中最大的一塊位于南半球，非洲南端以下向西一直延伸到南美洲南端。在這些存在磁場反向通量的區域，地磁的磁性與通常相反。例如，南半球大部分區域磁性的指向是由內而外，而在這些存在磁場反向通量區域，磁性是由外向內指向。
新的反向通量帶還在不斷形成
在1980年和1999年，兩顆用于測量地磁場的衛星釋放到太空。通過比較兩顆衛星觀測到的地磁場變化結果，科學家們發現，新的反向通量帶正在北美洲東海岸和南極下面的地心——地幔邊界形成。而更重要的是，原先已有的反向通量帶已經變大并向兩極略微移動了。英國利茲大學的大衛·古賓斯的研究證明，這些反向通量帶的增加、擴張和向兩極移動可以說明過去發現的磁極衰減的現象。
原來極性消失和新極性形成將持續大約9000年
為了進一步研究反向通量帶是怎樣發展以及它們將如何導致下一次極性反轉的開始，目前世界上有三個獨立的研究小組正在使用超級計算機對地球表明磁場變化進行計算模擬。研究者們利用超級計算機每天運算12小時，經過一年多的時間，模擬了地磁場30萬年的演變。結果發現，反向通量帶往往在磁性反轉前出現。當地磁場偶極場的強度減弱的時候，反轉就開始了。
在模擬運算中，研究者們也發現，隨著磁性反轉通量帶的形成，原來的磁場并沒有完全消失。通過觀察地球模型，當反轉通量帶在地心——地幔邊界上和原來的極性相比開始占據優勢的時候，極性反轉就發生了。總體上說，貫穿地心的原來極性消失和新極性的形成將持續大約9000年。整理/施劍松
責任編輯 原霞
