地磁北极正加速偏移目前不会影响手机导航

地磁北极(红点)从1900年开始向西伯利亚漂移(《自然》杂志)。地球的磁场。《自然》杂志近日一篇报道指出,出于目前未知的原因,地球磁场的北极近期正快速偏离加拿大,直线扑向西伯利亚。为了确保出入北极圈附近的船只、飞机和潜艇导航无误,世界地磁模型定于1月30日紧急更新。地球磁极移动,对人类有什么影响?

本报记者任志方

地磁北极50年内将从北美洲移至西伯利亚

地磁北极在未来50年内将从北美洲移至西伯利亚,届时位于美国阿拉斯加州的居民将看不到壮观的北极光。

这样的消息已经不再让人惊讶,从1831年英国探险家詹姆斯·罗斯首次发现地磁北极的位置以后,它的位置已经移动了几百英里。

1830年之前,地磁点都在加拿大附近徘徊,而从1831年开始,地磁点就开始往西北方向偏移,向西伯利亚方向移动,到上世纪90年代中期,磁极移动速度加快,从原来的每年约15公里上升到了每年55公里,2001年,地磁北极进入北冰洋。

但从2018年初开始,情况就不对头。地磁北极跨越了国际日期变更线,进入东半球,直奔俄罗斯境内而去。科学家担心地磁点的加速移动将影响全球的智能技术。

为什么会发生这种情况,科学家到现在也没有给出清晰的答案。2005年,《科学》杂志在创刊125年之际,向全世界各领域的顶尖科学家征询意见,提出125个重要科学问题,地磁倒转之谜即为其中之一。

有研究认为,地磁的移动主要跟地球的内在动力有关。当地球自转时,地核内液态中的铁会自由流动,产生大量自由电子随之运动。这种带电粒子的对流运动会建立起一个磁场,磁极分别位于地球的南北极地区。这就是著名的发电机效应。这样产生的磁极像是一个条形磁铁,磁场包裹着整个地球。

英国利兹大学的地磁学家菲尔·利弗莫尔猜测,加拿大的地下深处发生了一次“铁流喷射”,“铁流喷射”逐渐平息之后,加拿大对地磁北极的约束力也减弱了,导致地磁北极加速移向俄罗斯。

菲尔·利弗莫尔说,地磁北极处于两块主要磁场的“争夺”中,一块在加拿大下面,另一块在俄罗斯下面,而在近一段时间的地磁北极“争夺战”中,俄罗斯的西伯利亚似乎看到了胜利的曙光。

世界地磁模型2018年初就出了问题

几个世纪来,使用指南针的航海家必须学会区分地磁北极和地理北极的不同,指南针的指针指的是地磁北极,不是地理北极。

到了21世纪,世界地磁模型成为现代导航系统主要组成部分,从导航船只的地理定位系统到如今常用的手机跟踪器和地图定位,均以此为依据。

世界地磁模型是少数追踪磁偏角的模型之一。磁偏角是指地球上任一处的磁北方向与正北方向(即地理北极方向)的夹角。根据对2015年全球地磁模型的一份报告,了解世界各地的磁偏角有助于磁场方位与真实地理方位的转换,从而为船舶、飞机、天线、钻探设备和其他设施提供导航服务。

该模型每5年更新一次,现有模型的有效期原本到2020年,2018年初,世界地磁模型就出了问题。美国国家海洋和大气管理局同英国地质调查局的研究人员一直对该模型捕捉地球磁场变化效果做年度检查。检查发现,由于地磁北极位置的变化,模型已经变得很不准确,即将超过导航定位功能要求的最低限度。美国军方要求提前更新,原计划本月15日更新,受美国联邦政府“停摆”影响延后至本月30日。

不过,地磁北极最近的位置改变并不会影响生活在北极圈以外地区的人们使用智能手机,对中低纬度地区没有实质性影响,也不会影响到人们驾车。虽然地磁北极位置的改变影响没那么大,但2018年一项发表于《美国国家科学院院刊》的研究称,他们发现了地球磁场在还没有翻转的情况下就已经减弱的证据。

这种减弱可能会导致磁场不稳定,从而影响与地球磁场有关的技术应用和发展,比如低地球轨道卫星上使用的电子技术。漂移的地磁北极也可能带来其他变化,随着它的移动,观看北极光的最佳地点可能也会随之改变,有研究者说,“再过一百年,可能就会有不同于现在的北极光最佳观赏地点。”

并不一定会导致地磁倒转

历史上发生过数次地磁南北极倒转,各次地磁倒转大都会伴随地磁场强度下降以及磁极的漂移,但这并不一定都会最终导致地磁倒转,也可能只是地磁场正常的波动。也许我们现在正处于新一次地磁倒转的关口,也许不是。由于地磁场变化的极度不规律性,科学家并不能给出准确的预言,目前只是有这种可能性,但要多久才能完全倒转,并不确定。

地球诞生于大约45.4亿年前,可以肯定的是,自从地球产生磁场以来,它就已经逆转了很多次。而科学家们利用同位素测年法测定大洋地壳的年龄后,统计了大约8000万年内的上百次地磁逆转,发现逆转周期没有规律性,有时几十万年逆转一次,有时上百万年才逆转一次。而距离我们最近的一次大逆转发生在78万年前,这次逆转以两个地球物理学家的名字来命名,叫“布容尼斯-松山反转”。

2009年有一部热映的美国电影《2012》。在这部影片中,地球的地磁场突然发生倒转,由磁北极突然变为磁南极,并由此引发一系列灾难,比如辐射增强、通讯中断等,社会陷入一片混乱。

虽然电影中地磁倒转的后果很恐怖,但实际上影响并没有那么大。地磁场可以屏蔽外太空射线,可以维持大气稳定,为迁徙动物导航。但是目前并没有发现生物大灭绝与地磁倒转有明显的对应关系,地磁倒转的次数远大于生物大灭绝的次数。这说明,地磁倒转对生物影响并没有那么大。

在地磁极倒转期间地磁场会减弱,但不会消失,这并不意味着对生物造成毁灭性的打击。我们浓厚的大气同样可以屏蔽大部分的宇宙射线,而且地磁倒转的时间也是比较短的,对大气的影响也很小。

但是对依靠地磁场来导航的生物的影响并不是十分清楚,也许它们会很快适应新的磁场。磁场虽然会减弱,但不会消失,而且也会有好处,比如低纬度地区也可以看到漂亮的极光。总体而言,地磁倒转对生物系统的影响是很有限的,不需要过分担心。

不过,地磁场的减弱或许对人类的电力设备有较大的影响。失去地磁场的保护,来自外太空的高能射线可以直接影响卫星,造成通讯中断,或者造成电力设备损坏或停电,就像太阳黑子爆发的磁暴。

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