和太阳系中的大多数行星一样,地球也有自己的磁场。由于其核心主要由熔融铁组成,我们的星球实际上有点像条形磁铁。它有一个南北磁极,与地理两极分开,两者之间有一个磁场连接。这个磁场保护我们的星球免受辐射,并负责产生北极光和南极光——只有在磁极附近才能看到的壮观现象。 然而,有报道称,磁北极已经开始以每年 31 英里的速度快速移动——可能很快就会到达西伯利亚——长期以来,人们一直不清楚北极光是否也会移动。现在,一项发表在《地球物理研究快报》上的新研究给出了答案。 我们的行星磁场有很多优势。2000 多年来,旅行者能够利用它环游世界。一些动物甚至似乎能够借助磁场找到方向。但更重要的是,我们的地磁场有助于保护地球上的所有生命。 地球磁场从地球中心向外延伸数十万公里,一直延伸到行星际空间,形成了科学家所说的“磁层”。磁层有助于偏转太阳辐射和宇宙射线,防止大气层被破坏。不过,这个保护性的磁泡并不完美,一些太阳物质和能量可以转移到我们的磁层。当这些物质和能量被磁场输送到两极时,就会形成壮观的北极光。 流浪的极点由于地球磁场是由移动的熔融铁核产生的,因此其两极并非静止不动,而是彼此独立移动。事实上,自 1831 年首次正式发现以来,北极磁极已从加拿大最北部的布西亚半岛移动了 1200 多英里,到达北冰洋高地。这种移动通常相当缓慢,每年约 5.5 英里,科学家可以轻松追踪其位置。但自本世纪初以来,这一速度已增加到每年 31 英里。南磁极也在移动,但速度要慢得多(每年 6 至 9 英里)。 北极的快速移动给科学家和航海家都带来了一些问题。未来北极可能位置的计算机模型已经严重过时,使得基于指南针的精确导航变得困难。尽管 GPS 确实有效,但它在极地地区有时并不可靠。事实上,北极移动得如此之快,以至于负责绘制地球磁场图的科学家最近被迫比预期更早地更新他们的模型。 极光会移动吗?极光通常以椭圆形围绕磁极形成,因此如果磁极移动,极光也可能会移动。有预测称北极将很快接近西伯利亚北部,这会对极光产生什么影响呢? 目前,北极光主要出现在北欧、加拿大和美国北部。然而,如果北极光向北移动,越过地理极点,跟随北极磁极,那么这种情况可能会改变。相反,北极光在西伯利亚和俄罗斯北部会更容易看到,而在人口更密集的美加边境则不太容易看到。 幸运的是,对于北半球的极光猎人来说,事实似乎并非如此。最近的一项研究基于 1965 年的数据,建立了极光和地球磁极的计算机模型。结果表明,极光不是跟随磁极,而是跟随“地磁极”。这两种极点之间只有很小的差异,但差异却很重要。 磁极是地球表面上指南针指针垂直指向下方或上方的点。它们不一定相连,在这些点之间画一条穿过地球的线不一定会穿过地球中心。因此,为了随着时间的推移建立更好的模型,科学家假设地球的中心就像一块条形磁铁,形成了完全相反的两极——“对跖点”。这意味着如果我们在这些点之间画一条线,这条线将直接穿过地球中心。在那条线穿过地球表面的点上,我们就有了地磁极。 地磁极是磁极的一种可靠、平均化版本,磁极始终在不规则地移动。正因为如此,地磁极移动的速度远不及磁北极。而且由于极光似乎遵循更平均的磁场,这意味着北极光的移动速度也没有那么快。至少目前看来,极光似乎停留在原地。 我们已经知道磁极会移动。自从地球存在以来,两极就一直在移动。事实上,两极甚至会翻转,北极变成南极,南极变成北极。这些磁极倒转在整个历史中都发生过,平均每 45 万年左右一次。上一次磁极倒转发生在 78 万年前,这意味着我们可能很快就会经历一次磁极倒转。 所以请放心,漂移极点,即使是快速漂移极点,也不会造成太多问题——除了那些负责模拟漂移极点的科学家。 内森·凯斯 (Nathan Case) 是兰卡斯特大学空间与行星物理学高级研究员。本文最初发表于 The Conversation。 |
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