互动科普

鸟类和指南针之所以能够辨别南北，是因为地球的磁场像一个巨大的磁铁棒，两极的磁场线与地球的自转轴非常接近，这是简单的物理学常识。

鲜为人知的是，最近150年来，地磁偶极子所产生的磁场，正持续地急剧衰减，如果以这种速率发展下去，地磁场将在下个千年的某个时期彻底消失。如果地磁保护伞遭到严重破坏，高能宇宙粒子和太阳粒子将毁坏人造卫星，与人类息息相关的事物将暴露在致命的辐射之下。

值得庆幸的是，地磁偶极子的消失是暂时的，是一种磁极逐渐向南偏转的现象，这种偏转最终致使指南针指向南极而不是北极。古老岩石内部的磁矿物表明，在过去的5亿年中，地球发生过数百次这种所谓的地磁极性倒转，但是还没有一种方法能够确定这类事件发生的具体时间，因此也就不可能预测地磁极性倒转的发生。

大多数地球物理学家都接受这样的假设：有一层2200公里厚的熔融态的铁在地核内流动，产生地球的基本磁场。但是直到大约6年前，才有学者编写出复杂的计算机程序，模拟地核运动及其磁效应。现在，有些程序不但能模拟地核运动，甚至能模拟地磁极性倒转，有些仅需1200年就可以完成——这在地质年代中只是一眨眼的时间。

另一些研究者则从现实世界中寻找为什么会出现地磁极性倒转的线索。2002年初，巴黎地球物理研究院(the Paris Geophysical Institute)的Gauthier Hulot及其同事，通过人造卫星测量来跟踪地核表层附近磁场行为的变化。他们发现在非洲南端的地表深处，有一小片区域的地磁场磁力线指向地心，而该区域的主流地磁场则指向地面。在北极附近也存在多处类似的地磁线异常碎片区域。

Hulot研究小组认为，地磁倒转碎片区的增大能够解释目前地磁场的衰减现象，该区域铁原子核旋转方向与地核主流旋转方向相反而且在某些计算机的模拟中，这种碎片区的蔓延将导致地磁场全面倒转。

至于当地磁场突然逆转时会发生什么，新地球物理科幻恐怖小说《地心末日》给出这样的一幅景象：鸟类迷失方向、人类生活在频繁的辐射报警中。在同名电影中，世界各国政府联合建造了一艘载人探测船，它能够穿越2900公里厚的地幔层固体岩石，并且能够承受地核的灼热——这里的温度几乎可以和太阳表面温度相比。探测船的任务是：引爆核弹，从而恢复地核铁原子的自然流动并与地磁场倒转的趋势互相抗衡。

现有技术还远远达不到这种朱尔斯凡尔纳(Jules Verne)式的解决方案，于是科学家提出了其他的保证：认为地磁偶极子的减弱并不一定代表地磁场会立即倒转。一万次地磁场自然波动中，只有偶尔几次会真正导致地磁极性彻底倒转。最近的计算机模拟也表明：当主流偶极子地磁场减弱时，占整个地磁场10％的地球外围磁场会增强。

最令人安慰的是：没有哪一种主要物种的灭绝与过去的地磁极性倒转有关联。正如加州理工学院地球物理学者Joseph L．Kirschvink所言：“如果真的存在生物效应，我们将跟着它进化。”