科学美国人60秒:地球磁极倒转历时数千年

这里是科学美国人——60秒科学系列，我是安妮·斯尼德。
地球磁场创造了地球的南北两极，但它可不是固定不变的。事实上，磁场相当活跃；它有时会变弱，甚至逆转，导致地球两极反转。不过这种反转不常发生，大约每10万到100万年才会发生一次。这就是这种现象在很大程度上对科学家来说仍是个谜的部分原因。然而，最近的一项研究可能有助于研究人员更好地理解地球磁场反转究竟持续了多长时间以及到底有多复杂。
最近一次地磁极性倒转发生在大约77万年前。在一项新研究中，研究人员用熔岩流记录以及沉积物和南极冰芯数据来研究这一事件。他们发现，磁极倒转所需时间与许多科学家之前认为的一样长——只需要几千年。
但研究人员还研究了最后一次倒转过程发生前的那段时期。他们发现，在之前的数千年里，地球磁场发生了很多变化。
“来自火山岩的明确证据表明，磁极在大约79.5万年前发生过一次大偏移。”
领导这项研究的威斯康星大学麦迪逊分校的地球学家布拉德·辛格说到。
之后在大约78.4万年前又发生过一次偏移，这是这项研究的意外发现。我们在熔岩记录和某些沉积物记录中发现的两次偏移是一种迹象，表明动力场开始经历反转过程的时间比最后一次磁极倒转发生的时间早了2万年。因此我们的论点是，这一反转过程复杂而长久，早在磁极最终倒转发生前就开始了。
最终倒转发生之前的所有活动对我们理解这一进程至关重要。
“最终目标是，我们想知道是什么驱动了磁极反转——动力场内到底发生了什么？如果你只观察反转前后的短期情况，你就会错过此前数千年间发生的所有这些异常行为。”
我们需要知道辛格的研究结果是否适用于一般的磁场反转。磁场变化会干扰重要的人类系统，比如帮助我们导航的GPS卫星。幸运的是，无论下一次反转何时发生，看起来我们都有充足的时间做准备。
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