科学家早就知道，地球的主磁场会周期性地逆转方向。这种极性颠倒在地球的历史上间隔不规律地发生过几百次，最近一次大约在78万年前。科学家一直在设法弄清其中的原因和机制。

 

美国科学家近日通过研究古代火山岩发现，另一个磁场源可能帮助决定了主磁场是否发生逆转及其方式。这一磁场可能起源于岩石地幔层下方的浅核，称作浅核磁场（shallow core field）。当主磁场削弱时，它就变得极为重要。相关论文发表在9月26日的《科学》（Science）杂志上。

 

在最新的研究中，美国威斯康星大学麦迪逊分校的Brad Singer和加州州立工业大学的Kenneth Hoffman分析了来自塔希提岛（位于南太平洋）和德国西部的古代熔岩流（lava flow），以研究地球磁场过去的模式。通过确定这些熔岩流的年代，研究人员“绘”出了过去几百万年间主磁场变弱时多个逆转尝试期的浅核磁场。

 

在这期间，主磁场的削弱产生了“虚拟磁极”——浅核磁场内的强磁性区域。比如，Singer说，“当这些熔岩流喷发的时候，如果你处于塔希提岛，你的罗盘针指向的不是南极，也不是北极，而是澳大利亚。”

 

科学家相信，浅核磁场在决定主磁场变弱时是否发生逆转，或者主磁场不需逆转就能回复磁性方面发挥了作用。Hoffman说：“绘出过渡状态的磁场可能是理解当磁场变弱到能够逆转时地核所发生情况的关键。”

 

他说，当前的证据表明，我们现在正在接近这样的一个过渡状态，因为地球主磁场相对较弱，且正在快速减弱。上一次极性颠倒发生在几十万年前，下一次可能在几千年内到来。（科学网 梅进/编译）

 

（《科学》（Science），Vol. 321. no. 5897, p. 1800，Kenneth A. Hoffman，Brad S. Singer）