NASA發現南大西洋凹痕，可能撕裂地球磁場，將造成什麼後果？
筆者 東邪
地球環境在近幾百年來人類活動的影響下，未來的發展前景似乎並不光明，以至於有科學家早早就提出了移民到其他星球去生存的想法。近幾年來，隨著人類的航天科技水平不斷提高，星際移民的熱度再次引起了公眾的注意。如果人類未來真要進行星際移民，哪顆星球最有可能成為人類的目的地呢？
應該就是火星了，一是因為它與地球在多方面存在相似的條件，二是因為它是所有候選星球中距離地球最近的星球。然而不少科學家認為，如果人類想要移民到火星上去，至少要對火星進行兩三百年的改造，因為火星上既沒有合適的大氣層，又沒有液態水和磁場。而有科學家認為，比起改造火星，保護我們的地球更有可行性。
那麼我們的地球目前正在遭遇什麼問題呢？除了全球氣候變暖之外，前段時間美國宇航局發布了最新研究說明，稱地球磁場出現局部凹陷情況。如果該凹陷持續發展下去，最終會導致地磁空洞。那麼地磁凹陷是什麼原因引起的？如果真的出現地磁空洞，地球上的生物會受到什麼影響？
地球磁場的成因是什麼？
根據記載，歷史上第一個提出地球磁場概念的人是英國科學家吉爾伯特，他於1600年提出「地球是一個大磁體」的說法，並且當時認為磁體的兩極和地理的兩極是重合的。到了19世紀末，「數學王子」高斯花了大量時間研究地球磁場，最後寫出了一本名為《地磁力的絕對強度》的書籍。
高斯在書中用數學方法證明了地磁場的存在，同時用數學理論分析地磁場的起源，最後得出結論：地磁場起源於地球內部。之後的科學家也嘗試研究地磁場的起源，但絕大多數人都掌握了地磁場的變化規律和分布情況，對地磁場的起源莫衷一是。目前科學界存在兩類關於地磁場起源的假說，一類是基於現有的物理學理論，另一類是開闢新的特殊規律。
第一類假說受到更多科學家的認可，因為它們可以通過已建立起來的物理學理論進行解釋，例如「旋轉電荷假說」。這一假說認為地球內部和外表存在等量的異性電荷，異性電荷各自位於地球內部或地球表面，當地球轉起來後電荷也隨之運動。根據電流的磁效應，運動電荷形成電流，電流會在周圍空間形成磁場。
這種說法聽起來頗有道理，而且也有基礎的物理理論支撐，但它仍然存在一個難以解釋的地方，即地球內部和表面的磁場是如何分離的？此外，如果要形成現在如此強的地磁場，地球內部和表面需要足夠多的電荷，但實際上地球所擁有的電荷並不多。
除了這一假說之外，科學家還存在其他假說，但它們並未得到廣泛的認同。因此地磁場是如何起源的問題，未來還需要科學家繼續探索下去。
什麼原因導致了南大西洋的磁場出現凹痕？
根據美國宇航局發布的研究聲明，他們所探測到的地磁數據顯示位於大西洋南部的地磁場出現明顯的凹陷現象，而且這一現象還有可能繼續向西移動，擴大範圍。對此NASA的科學家表示，目前該凹陷區域已經快分裂成兩個片區，這意味著地球磁場會出現斷裂的情況。一旦裂縫出現了，那麼磁場真空區域就產生了，這對地球上的生物來說並不是好事。
那麼是什麼原因導致磁場產生了凹陷呢？NASA的科學家表示，他們通過數據分析發現南大西洋地區的磁場在過去１５０年里出現了不斷減弱的情況，現在的磁場強度至少要比１５０年前的磁場強度少１０％左右。不僅如此，他們還發現地磁場的反轉通常從磁場凹痕開始，換而言之，這次出現的磁場凹痕可能是地磁場反轉的預兆。
地磁場反轉指的是地磁南極和地磁北極發生調轉，根據考究地球歷史上發生過多次磁極倒轉現象。現在地磁南極指向地理北極，而地磁北極指向地理南極，而正常情況下地磁南極應該指向地理南極，地磁北極應該指向地理北極，這說明了地球磁場曾經發生過反轉。
科學家是如何發現磁極反轉的？
相信很多人會質疑磁極反轉的現象，因為人類文明形成的時間也不過幾萬年，我們又能通過什麼方法了解到過去地球磁場的情況呢？還真的有辦法，只要地球上發生過的大規模事件，基本都會留下痕迹，科學家就是通過研究岩石、熔岩、化石等沉積物對地球過去的磁場有所了解。據研究，距離我們最近一次磁極反轉發生在幾百萬年前，科學家是通過研究熔岩流獲得該發現的。
來自法國和日本的物理學家聯合多年的合作，最終在熔岩流中找到了地磁反轉的證據。所謂的熔岩流，指的是熔岩凝固後形成的沉積物，研究發現它的流動方向、流量大小等信息可能蘊藏著地磁場的信息。換而言之，熔岩流相當於地磁方向的指示器，因此科學家可以通過考察不同地區的熔岩流情況來判斷地磁極是否發生過反轉，大概什麼時候發生過反轉。
早在２０世紀初的時候，法國科學家布呂內就提出了地球磁極反轉的說法，並且認為在大約７０萬年前地磁極就發生過反轉。到了１９２８年，日本地質學家松山基范通過大量的研究也得出相同的結果。二戰後，古地磁研究在地理學界得到了快速發展，越來越多磁極反轉的證據被發現了。除了研究熔岩流之外，還有些科學家研究有磁性的岩石。
這些岩石是在岩漿冷卻後形成的，它們由於長期受到地磁場的影響，使得自身逐漸帶有磁性，而且它們的磁場方向和當時的地磁方向是相同的。後來有科學家在南美地區發現了磁場方向與現在的地磁方向相反的岩石，這足以說明地磁場發生過反轉，因為岩石一旦帶有磁性就很難消失，當地磁場反轉後，正常情況下岩石的位置也會發生變動，但地下岩石被卡得死死的。
為什麼磁極會發生倒轉？
和地球磁場起源的問題一樣，地磁極反轉的原因至今也未有定論，但目前存在兩種猜想，這兩種猜想分別認為磁極反轉是偶然現象和必然現象。支持「地磁反轉是必然現象」的人認為，磁極反轉的出現雖然沒有周期性，但總會出現。這一猜想基於另一個地磁場起源的說法，即「地球內部的鐵液形成循環流動，從而產生磁場」。
在這種猜想下，磁極反轉發生的原因是地球內部的鐵液循環出現了衍生支路，導致一部分循環出現在地表層面，與地球內部的循環形成了相反的迴路。隨著時間的推移，地表的反迴路逐漸增強，抵消內部迴路的影響，從而導致磁場開始發生反轉。這個過程通常持續３萬年到１００萬年不等。另一類猜想則認為地磁極反轉的發生不可預測，也不可溯源，因為它是偶然事件。
磁場凹痕會對地球造成什麼樣的影響？
和大氣層相比，地球磁場的存在更容易被忽略，因為它是無形的。但我們的日常生活以及自然生物的生存都離不開地球磁場的作用，只要地球磁場出現問題，地面上的生命也會受到嚴重影響。首先對於人類和自然生物來說，地磁場相當於一個龐大的保護罩，它在一定程度上阻擋宇宙輻射，尤其是太陽輻射。
其次，有研究表明，地球之所以擁有完整的大氣層，是因為地球磁場的存在。如果地磁場的作用大大減弱或完全消失，那麼地球大氣層會在外太空因素的作用下而消散，屆時地球將在很快的時間內變成一顆寸草不生的星球。再者，人類在地球上搭建的通訊系統、定位系統等都要依靠地磁場，地磁場出現異常將導致通訊定位系統陷入癱瘓。
在自然界，有不少動物靠地球磁場進行定位，例如大多數鳥類。研究表明，候鳥之所以能夠季節變化前跨越幾千公里的距離去到另一個地方，是因為地磁場在默默地提供方向指導。此外，有不少海洋生物也需要通過地磁場來辨別方向，否則很容易出現擱淺現象。總而言之，無論是對人類還是對自然生物，地磁場的完整十分重要。
那麼面對南大西洋磁場凹陷的情況，人類是否有應對措施呢？很遺憾，人類的科技水平還沒能達到改變地球磁場的程度。從另一方面來看，南大西洋磁場凹陷可能是地磁極反轉的預兆，畢竟地球上一次發生磁極反轉應該在７０萬年前。這樣看來，威脅人類存在的不只有氣候變化和病毒侵襲，地磁極的反轉也是一大威脅。
