像看不见的意大利面条一样从地球延伸的是行星的磁场。该磁场是由地球核心的搅动造成的,对日常生活至关重要:它使行星免受太阳粒子的干扰,为航行提供了基础,并且可能在地球生命的演化中发挥了重要作用。
但是,如果明天地球的磁场消失,会发生什么?大量带电的太阳粒子会轰击地球,将电网和卫星置于炸毛上,并使人类更容易暴露于更高水平的致癌紫外线辐射中。换句话说,至少在短期内,缺少磁场会产生问题,但不一定是世界末日。
这是个好消息,因为一个多世纪以来,它一直在减弱。即使到了现在,仍然有一些特别脆弱的地方,例如南半球的南大西洋异常,这对低轨道卫星造成了技术问题。
关于磁场的第一件事是,即使磁场减弱,它也不会消失,至少数十亿年不会消失。地球的磁场归因于其熔融的外核,该外核主要由铁和镍制成。罗彻斯特大学的地球物理学家约翰·塔杜诺(JohnTarduno)表示,搅动的外核是由随着内核的生长和凝固而释放出的热对流来驱动的。(内核每年增长约一毫米。)
这种被称为发电机的磁场引擎已经发展了数十亿年。根据年的研究,科学家认为当前的核心结构可能早在15亿年前就已确定下来,当时发现磁场强度在那时有了飞跃。但是塔都诺和他的团队发现了地球上最古老的矿物质锆石中磁场的证据,其历史可以追溯到42亿年前,这表明岩心中的活动在很长时间以来一直在产生磁场。
目前尚不清楚为什么开始使用发电机,尽管造成月球的巨大行星撞击可能是其主要驱动力。这种影响发生在地球聚在一起大约一亿年之后,它可能会撼动地球核心层中任何物质的分层:想象一下,在行星尺度上晃动一瓶油和水。这种破坏本来可以促进对流,但对流至今仍在驱动地球的发电机。
最终,内芯可能会变得足够大,以至于外芯中的对流不再有效,并且磁场将失效。但是这种情况太遥远了,不值得失去太多睡眠。
无场的地球
塔杜诺和他的团队怀疑,过去南非的地幔变化可能是逆转磁场的触发点。好消息是,即使该领域正在减弱或准备翻转,它也不会消失。没有证据表明磁场在逆转过程中曾经完全消失。
即使磁场反向,“我们仍然会存在一些磁场。这只是一个非常弱的磁场”,塔都诺说。
这个磁场最小的世界会是什么样?你的指南针不起作用,它只会指向最高磁场的区域,它可能离你很近,也可能很远。
在较低的纬度上可以看到北极和南方的灯光,因为这些彩色的显示是太阳风中太阳射出的带电粒子与地球磁层之间相互作用的结果。目前,这些极光出现在极点附近,遵循地球大体上的南北磁场线,但是更弱的磁场会使粒子穿透地球大气层,照亮更靠近赤道的天空。
塔杜诺说,随着时间的流逝,太阳风与地球大气层之间的相互作用也会破坏臭氧层,这将增加人类集体紫外线辐射的暴露并增加皮肤癌的风险。虽然它可能不会对生命造成彻底的灾难性影响,但在没有磁场的情况下,地面上的辐射剂量会更高。