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地球在太阳系中是独一无二的，原因有很多：它是唯一一颗拥有可呼吸氧气大气层的行星，它被液态水覆盖，它是唯一一个（我们所知道的）拥有生命的天体。然而，使我们的星球与众不同的一个经常被忽视的特征是，它是内太阳系中唯一具有强磁极的岩石体 - 你的指南针在火星上毫无用处。
但是这些杆子从哪里来，它们做什么？为了回答这些问题，让我们从前往地球中心的旅程开始。
地球的核心分为两层：固体内核和熔融金属外核。两层都由磁性铁和镍的混合物制成，并带有一些较轻的元素，如氧、硅和硫。
内核极其密集和炽热，就像一个巨大的白炽弹珠。但是外核是流动的，它用自己的对流围绕这个固体质量旋转。正是这种持续的对流产生了地球磁场。
当来自内核的热量不断辐射到外核时，它遇到了由板块构造活动冷却的物质。这个循环驱动对流，产生产生磁场的所谓大地发电机。
其他行星，如火星和金星，没有磁场，部分原因是它们缺乏板块构造。有证据表明，这些行星可能曾经有过自我维持的大地发电机，但由于未知的原因，它们逐渐消失了。水星确实有一个微弱的磁场，但它的强度只有地球的1.1%，并且对保护地球免受太阳辐射没有多大作用。
当地球外核中的液态金属流动时，它的运动和高铁含量使地球像一个巨大的偶极磁铁，有一个带负电的极和一个带正电的极。大约80%的地球磁场是这样组织的，但剩下的20%是非偶极的;在某些区域，磁场旋转和漩涡，而不是形成平行的磁力带，表现得“像漂浮的天气模式”。
这些不规则的模式在磁场中产生了奇怪的斑块 - 像南大西洋异常这样的地方，大西洋的一大片区域，地球磁层的强度急剧下降。研究人员认为，磁场中的这种“凹痕”源于非洲地下不寻常的构造活动。像南大西洋异常这样的地区令人着迷，但它们也令人担忧，原因有几个。
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“磁层就像一个保护层，”明尼苏达大学专门研究古地磁学的地质学家Joshua Feinberg说。它有助于将大量危险的太阳辐射从地球上转移出去，就像行星范围的防晒霜层一样。在磁层较弱的地区，额外剂量的辐射会泄漏，可能导致皮肤癌的发病率更高。
“另一个问题是对卫星的影响，”塔杜诺说。来自太阳的辐射爆发称为日冕物质抛射，如果卫星和其他航天器没有被地球磁场屏蔽，它们可以击毁它们。这可能会对受异常影响地区的电信、互联网接入和GPS服务产生灾难性影响。
根据 2020 年发表在 PNAS 杂志上的一篇论文，南大西洋异常可能有 1100 万年的历史，它可能与另一种行星磁场现象有关：极反转。
地球磁场的历史写在古代熔岩流和深海沉积物中。这些类型的岩石材料富含磁性金属碎片，例如微小的铁屑，它们沿着磁场线定向。“最终，原始排列被锁定在沉积物中，我们得到了地球磁场如何定向的这些深度记录，”Feinberg说。
从这些记录中，科学家们知道我们星球的磁极会随着时间的推移而漂移。目前，地理北极距离其相应的磁极（目前技术上是磁南）约310英里（500公里）。据美国宇航局称，大约每30万年，两极就会突然翻转，逆转磁北极和南北。.
然而，古地磁记录显示，大约78万年来没有发生过完全的极反转。一些研究人员认为，这意味着我们应该发生翻转 - 南大西洋异常的强度可能表明一个已经接近。
如果两极反转，地球磁场的强度将下降到20%，可能持续几个世纪。这样的事件将使我们目前的全球通信系统陷入混乱。然而，其他研究表明，翻转并非迫在眉睫.
费恩伯格说，无论哪种方式，研究地球内部和古地磁记录将有助于我们了解磁层与地球上生命之间复杂的相互作用，并可能帮助我们为未来的变化做好准备。返回搜狐，查看更多