关于地磁场的研究论文

  50年代中期,一批古地磁研究成果的公布,引起科学家们的兴趣,人们发现所研究的岩石有将近一半是正向磁化的,而另一半是反向磁化的。

  有关地磁场成因的磁性流体力学理论表明地磁场的倒转在物理学上是完全可能的。

  利用古地磁资料和岩石定年的结合,人们可以通过地磁倒转来确定事件纪年,

  并将这些结果编制成极性年代表。

  岩石磁性研究的进一步深入,研究对象转向深海玄武岩,人们发现深海玄武岩不但有反向磁化现象,而且正反磁化岩石还组成一种很窄而平行的磁异常图案,每一异常宽约30千米,大约向北向延伸1000千米左右。对这种磁异常的解释众说不一,成了悬案。直到1963年,瓦因(F.Vine)和马修斯(D.Matthews)发表了一篇关于磁异常成因的论文,这一篇三页纸长的论文点燃了席卷整个地学界的一场伟大革命的火炬。

  1962年,剑桥大学的研究生弗雷德里克·瓦因(Frederick Vine)参加了“H.M.S.欧斯”号

  的考察,他也发现了与海底地形无关的地磁条带。为了解释洋壳磁化方向的交替,瓦因和

  马修斯借助于地球磁场的倒转,在正极性期中被磁化的岩石按照与现今磁场相同的方向磁化;在反极性期中,被磁化的岩石按照与现今磁场相反的方向磁化。更进一步,瓦因和马修斯把磁异常条带、磁性反转和海底扩张结合在一起构成一个模型。

  在这个模型中,海底扩张使得洋底像一条岩石圈传送带,而磁异常条带就是一

  架磁带记录器,它记录了洋底的年龄和海底扩张速率,它还将磁性反转年代表外推

  到8千万年前。

  瓦因和马修斯的磁异常成因模型指出,如果老的洋中脊裂谷从中间裂开,那么这一过程产生的磁异常应当按裂谷的轴呈对称分布。如果海底扩张的速率不变,则每个磁性条带的宽度应当与熔岩喷发阶段的磁性期呈正比。瓦因进一步指出,可以用地磁条带的宽度来估计海底扩张的速率。例如雷克雅尼斯洋中脊处,布伦尼斯磁性条带的半宽度约为7千米,而布伦尼斯地磁期的延续时间为70万年,由此可知海底内中轴向外扩张的平均速率为1厘米/年。仿之,可算出胡安.德夫卡洋中脊和东太平洋中脊的扩张速率分别为2.9和4.4厘米/年。继之而来的工作就是对地磁条带资料的搜集、整理并据此编制了海底的年龄图。如果说赫斯的海底扩张理论为魏格纳提供了大陆漂移机制,那么瓦因和马修斯的海底磁异常模型则证实了海底扩张,从而为板块构造理论奠定了基础。

  另一种解释:地磁成因假说

  地球磁场究竟因何而产生,到目前仍是未能彻底弄清的问题。 我们有许多证据(或者说足够的证据)可以证明,所谓的“地球磁场”并非起因于地球,而是起因于地球以外的大气层。 在我们地球周围,包围着一层厚厚的大气层。由于太阳射线的作用,使大气中的氧气分子中的氧原子重新组合为带电的臭氧分子因而便形成了电离层。由于电离层是比较稳定的,并且是随着地球的自传而一起转动的。转动的电离层等价于一个近似的以地轴为轴心的旋转的电场,这个旋转的电场所产生的磁场分为两部分,一部分是它的内磁场,另一部分是它的外磁场。而我们的地球正是处在内磁场之中,并起到了一个磁芯的作用,既然如此,在地球表面以上与地球表面以下所具有的磁场的方向应该是相同的,而实际的情况确实如此。地下隧道及深海潜艇的磁盘导航都可证实地内与地表以上的磁场方向是相同的。而这一点就足以否定所有关于地球磁场起因于地球的假说。因为如果地球磁场是由地球内部的因素所导致产生的,那么地球内部便应该是内磁场,而地球外部则理应是外磁场。那么地表以上的磁场方向必与处于地下的深海或隧道内的磁场方向相反。于是,地球的磁场起因于天上而不起因于地下,从这一意义上来说,应把“地磁”改称“天磁”,即来之天空的磁场。对地磁是“天磁”假说的另外已有的证据还有:地磁是不断变化的,这种变化是由于电离的不断变化所引起的;地磁偏角:由于地轴与黄道平面不垂直而使得旋转电离层在地球上空不是一个正套环而是一个斜套环,因而它的旋转轴便与地轴不重合而成一定的偏角,这就应该是地磁偏角。

  曾有资料证明,地球磁场曾经产生过逆转,可以解释为:是地球大气成分的变化而使得电离层的电性发生变化所引起,因为地球大气成分确实发生过变化。 产生于两极的极光现象,可以认为是地球两极有着强烈的磁场,并且两极上空的电离层几乎为零,太阳射线极易穿过两极上空地球磁场,极光正是太阳射线与地球磁场之间相互作用所形成的。 地球两极上空存在着较强的磁场,因而运动的带电离子是不可能向那儿云集的。也就是说,臭氧层在两极上空也是不会存在的,这已是我们所熟悉的事实,而这一事实决不象目前有的科学家解释的那样,是由于大气中的有害气体破坏了臭氧层所造成的。磁场较强的两极上空臭氧几乎没有,必然会有臭氧洞——因而臭氧洞不是后来产生的,而是原来就有的——这应是对臭氧层成因的一个确切解释。但是,我们并不否认,大气污染确实会导致臭氧洞的增大,但它却不是形成臭氧洞的主要原因。 大概有人会以地磁两极的磁力线并不平行这一事实来反驳我们的观点,但由旋转的电离层形成的、以地球为磁芯的“天磁”磁场,在它的两极(同样也是地球两极附近)的磁力线也同样应该是不平行的。 由于地球在旋转电场中起到磁芯的作用,因而使得地球内部和地球周围磁场都应有较大的强度,而随着海拔高度的增加,磁场强度理应逐渐降低,趋于电离层时应趋向于零。许多高空飞行的飞机的磁盘失灵,一方面是由于电场效应所致,另一方面则是由于磁场强度降低所致。 我们能够依据我们的假说所进行的唯一的推断是:在大气层的电离层以外的外围空间,必存在着一个磁场方向与地球磁场方向相反的外围磁场——这将是验证假说的至关重要的证据。

地球两极磁场交替的后果带来的危害将是难以想象的

  地球两极磁场交替会造成的严重后果,首先一些低轨道的卫星将完全暴露在太阳电磁风暴的吹打中,不用多久就会完全摧毁,人类高科技通信技术将会遭遇毁灭性的瘫痪。

  此外,许多随季节变化而移居的候鸟或动物———从燕子到羚羊,几万年来它们一直依赖先天性本能鉴别地球南北极,秋移春返,到时它们的命运很难预测。

  而对于人类来说,最大的灾难莫过于强烈的太阳辐射。平时,这些宇宙射线全在太空中就被地球磁场给吞没了。然而一旦地球磁场消失,这些太阳粒子风暴将会猛击地球大气层,对地球气候和人类命运产生致命的影响。

由两极交替造成的世界末日之说,最著名的传说应该是玛雅预言,2012年12月21日世界末日就是人类对自然环境的破坏和两极磁场交替所造成。