「地磁倒转」可以多快?台大地质研究 颠覆认知 独步全球

2019-08-12

地球磁场倒转到底有多快?以往研究认为,「地磁倒转」从完整的正向到完整的倒向,需要4千多年,不过台大地质系教授沈川洲的跨国研究团队,透过石笋研究,独步全球发现,磁极可能在百年内倒转,颠覆了以前科学界普遍认知,远比过去所估计速度还快上10倍,也意味着人类必须找出因应之道!这研究跃登国际顶尖期刊「美国国家科学院院刊」 《Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America》。

地球磁场已存在几十亿年,可将太阳风与带电宇宙射线粒子偏转远离地球,保护大气层,也保护地球生物不受到有害的宇宙射线影响。但不是所有的行星都有磁场,地球之所以有地磁,是因为有南北轴状、螺旋状的磁场,且有自转、液态核运动,4要素具足才有地磁。

1920年代,科学家第一次在岩石中发现「地磁倒转」事件,经过百年来研究,在过去地球历史中,地球磁场会飘移,也会倒转,已逐渐为人所知,但地磁倒转的速度有多快?受限于研究材料本身限制、高解析定年的困难,始终是难解的谜团。

台大地质系教授沈川洲,目前人在国外,越洋接受採访时表示,团队2011年年底在华南贵州三星洞採到含磁铁矿、长1公尺、直径8公分的石笋,到分析发表,花了快8年时间,使用台大地质系领先世界的「铀钍定年技术」,最后取得180个古地磁资料以及70个定年点,成功重建了发生在10万年前,有史无前例、数十年精緻解析度,前后共1万6千年的珍贵地磁纪录。

研究发现,十万年前地球磁场很弱、非常不稳定,石笋资料显示出「不断重複发生、相似性极高的不对称性地磁极南北飘移模式与週期」,被称为「周氏震荡」,地磁极从正向 (现今地磁的南北方向) 经1百到几百年,就快速倒转到反向,随后马上反弹,但并非转回完全正向,而是先转回到中低纬度区域,然后再历经数百年到数千年,才慢慢转回高纬度的原正向位置。这种「周氏震荡」现象,发生机制目前还不清楚,推测与地球内部动力产生地球磁场的驱动作用有关。

研究中更惊人的发现是,在9万8千年前,地磁极只需约86到202年之间的时间,就可从正向 (现今地球磁场的南北方向),快速地完全倒转到反向,颠覆以前科学界的普遍认知,远比过去所估计的速度还快上10倍。

「地磁快速倒转」可能带来什幺影响?沈川洲开玩笑说,或许看极光就不用到高纬度,中纬度就可看到。磁北极先从北半球高纬度地区飘向低纬度,然后再飘往南半球高纬度地区;过程中,当磁极处于低纬度时,从太阳辐射出的高速带电粒子流,将直接侵袭地球,破坏卫星、航空、通讯与电力系统,可能导致网路、电子设备瘫痪,全球股市、金融失序。

研究的共同主持人、前中研院地科所教授李德贵表示,地磁何时反转的时间点不可预测,但民众无须太过担心,因为地球若不受其他星球影响下,透过仪器显示资料,地磁反转可能要1千多年之后才会发生,会不会反转也还不一定,这次发现磁极可能在「百年内」倒转,颠覆以前科学界认为要「千年」的普遍认知,揭露的意义在于,人类必须学会面对「地磁倒转」带来的影响,调整因应!