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地磁场可能真与自转有关
热度 1 maoxp9 2020-10-3 15:51
行星磁场强度和自转速度具有很好的相关性,地磁场可能真与自转有关。 《Science》杂志在他们搞125周年店庆时,公布了125个具挑战性的科学问题,其中第54项是,地球磁场倒转的原因是什么。有点烧脑。 今天在微信群里,有人又在叨叨磁场这档子事儿,说可能与自转有关。于是我搜集了一些资料,画了一张图,为太阳系各大行星的磁场强度与自转速度的关系,感觉好象是真的。如下图所示,X轴为自转一圈所需要的时间,单位为小时,数值越小越快,越大越慢;纵坐标为相对于地球的磁场强度,以地球磁场强度为1记。地球的磁场为50-60微特(0.5-0.6高斯)。 从图中可以看到,木星Jupiter自转一圈仅需9.8小时,其磁场强度是最高的,达到地球的50-100倍;其次是土星Saturn自转需10.23小时,磁场强度为地球的17-34倍;再次是最远的海王星Neptune、天王星Uranus自转分别为16.11小时、17.23小时,磁场强度为地球的4-8倍和3-6倍,和自转速度严格对应,没有例外。而水星自转一圈需1407.6小时,磁场为地球的0.07-0.0127倍,最慢的金星,需5832小时,则磁场强度是地球的千分之一。 还有一些事例,可以印证自转速度与磁场强度大小的相关性,如脉冲星 - 高速自转的中子星,自转相当快,可以达到每秒1000转,高速自转使磁场强度可达10^7-10^14特斯拉(地磁场才0.00005-0.00006特斯拉);若不转呢,如月球,因没有自转(绕地球公转不算),磁场直接为0,就没有磁场,因数值太大或太小,就示意性地画在下面的图中,但右侧应很远;脉冲星也示意在图中,但实际很靠近0-向左和很大-向上。 图1行星自转周期与磁场强度的关系曲线图 没有例外,唯独火星有点儿坑爹,它转得比地球略慢一滴丁儿,但磁场却只有地球的10%,但还好,和地球比,还是慢一点点,也就是说,没有例外! 看来,磁场的奥秘或许能解开。木星很大,号称气体星球,深部也估计有铁,和熔融状态的物质,和地球一样,只要有熔融状态的物质,在分异和运动过程中,就会有游离电子,电子在随行星自转时,必然会产生磁场。所以,有希望破解百(万)古难题。 后记1:当我发出此博文后,网友Henry给我秀出了一个2018年9月1日知乎网上的一篇 网文“ 天体磁场是怎样产生的?其强度与什么有关? 比如地球的磁场情况”,作 者叫“治国评天下”。其主要观点是 ,地球的磁场就是地球的自转所致,就是根源于地球自转。是地球内部跟着地球自转的带电粒子分布的部分有序化,产生了我们地球的磁场。归结于自转我赞同,但带电粒子的有序化,需要研究研究。 后记2:再仔细地分析了一下,好象和质量关系也较大,于是用质量除以周期的数值,和磁场数据,在双对数坐标上标了一下,居然是直线,于是拟合了一个公式。磁场相对强度H与行星的相对质量m和自转周期T有如下近似关系,H=6.3x(m/T)^0.65: 所使用的数据如下表所示,最后一列为上面公式的模拟结果,虽有些误差,但足以说明这种相关性。如地球本应为1,但拟合得到0.32,数量级基本正确;月球应为0。 上面是图片,如下面多行可以复制: 行星自转时间T相对磁场强度H相对质量m 水星Mercury 1407.6 0.007 0.055 金星Venus 5832 0.001 0.817 地球Earth 23.9333 1 1 火星Mars 24.616667 0.1 0.11 木星Jupiter 9.841667 50 317.94 土星Saturn 10.23333 17 95.18 天王星Uranus 17.23333 3 14.63 海王星Neptune 16.116667 4 17.22 月球Moon 100000 0.0001 0.0125 之后又陆续找到一些前人的讨论,列于参考文献中。 参考文献 1. 治国评天下, “ 天体磁场是怎样产生的?其强度与什么有关? 比如地球的磁场情况”,2018.09.01. 2. wencai159000, 地球磁场翻转的真相(五) ,2020.07.18. 3.邹润莉. 地球电场与地球磁场的形成机理 . 地球物理学进展, 2008, 23(4):1071-1084. 4 .天文在线. “昏昏默默”般的磁场是如何产生的?为什么几乎每个星球都有磁场 , 2019.01.02. 5.黄垂龙. 谈地磁场产生的原因 . 大科技:科学之谜, 2006. 6. 报效祖国 . 地磁场的产生原因和影响(上) , 2010.07.29. 7.兰天前. 地磁场如何产生的初步探讨 . 中学物理(初中版), 1997, 02(v.15;No.170):25+27. 8.钟萃相. 地磁场和其他星球磁场的形成原因及磁偏角与磁倒转 . 环球人文地理, 2016(20). 9.彭寿斌. 地磁场成因新论 . 中国高新技术企业, 2015, 000(008):23-24. 10.李力刚. 地磁倒转的原因是什么? . 科学通报, 2016, 61(13):1395. 11.王莹军. 宇宙能电机说-关于地球磁场成因的探讨 . 地球, 2013, 000(008):278-280. 12.Ying X , 许莹, Hao D , et al. 地磁场的产生 // 中国科学院电工研究院工程电磁场及应用技术研究部;中国科学院大学电子电气与通信工程学院, 2013. 13.喻光明, 华中师范大学. 地磁场起源机理的探讨 . 中国地球物理学会1990年度综合学术讨论会, 2007. 14.丁强, 王文. 对地球磁场产生以及反转的新解释 . 新学术, 2007(01):146-147. 15.袁立新. 地磁场漂移机理 . 云南大学学报:自然科学版, 2012.
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脚踏实地,仰望星空:科学预警传染病大流行
qujiangwen 2019-12-17 09:25
海外网12月14日电:由于地磁北极正加速移出北极圈,并向俄罗斯的西伯利亚地区靠近,美国和英国研究人员不得不提前一年更新了世界地磁模型。 由于地磁北极的移动,地球磁场将继续减弱,大约每100年减弱5%。 行星磁场对一颗行星来说是非常重要的,尤其是对该行星上的生命,几乎充当了生命的保护伞; 地球的磁场是地球的第一道保护屏障 ,太空中大量的宇宙射线,对地球上的人类和各种生物都有严重的危害, 是地球的磁场屏蔽了这些高能的射线 。地磁场的减弱会给人类带来一系列问题。由于地磁场减弱,加上目前太阳正在经历第24周期和第25周期之间的最小活动期,最近几个月太阳上的黑子几乎全部消失(图1和图2),并且处于近100年最弱的时期。太阳黑子数与太阳的活动密切相关,在太阳黑子峰年前后,太阳活动到达高峰,耀斑出现的次数最多,耀斑辐射出的大量的紫外线、强X射线,以及宇宙线和非高能粒子。当太阳处于活跃期的时候,太阳周边的磁场就会变强,从而阻止来自太阳系外的 宇宙射线 ,使到达到地球的 宇宙射线 大大减少。 但是当太阳处于低谷期的时候,太阳周边磁场则会变弱,辐射到地球上的银河宇宙射线 的密度就会达到最大 。目前全球宇宙射线在大幅增强(图3),根据我们提出的新发病毒性传染病的射线学说,地球村在2020年前后很可能出现包括流感在内的新发病毒传染病大流行,这是我们多次强调的观点,因此公共卫生部门要提高警惕,加强预测预警,并采取适当的行动预防传染病大流行的出现,将传染病流行造成的损失降到最低。 我们既要脚踏实地,又要仰望星空,监测地磁场变化和太空天气将会成为未来疾病特别是新发病毒传染病大流行预警最有效的手段之一 ! 图1 2019-2020年是太阳黑子活动谷值年 图片引自 http://www.sidc.be/silso/spotless 图片引自 https://www.spaceweather.com 图2 太阳上已经连续34天没有太阳黑子活动 图3 宇宙射线在不断增强 加强太空天气监测,预警疾病 大流行 http://blog.sciencenet.cn/blog-529903-1207309.html 地球磁屏蔽有裂缝导致宇宙射线直接冲进大气层,或与美洲寨卡病毒大流行有关 http://blog.sciencenet.cn/blog-529903-1160128.html 甲型H1N1流感大流行10周年:美洲仍然可能是下一次新型流感大流行的首发地 http://blog.sciencenet.cn/blog-529903-1169245.html 西半球地磁场减弱或是导致虫媒传染病活跃的主要原因 http://blog.sciencenet.cn/blog-529903-1176288.html 地磁北极正加速靠近俄罗斯 俄媒:未来或将发生南北磁极互换 缩小字体 地磁北极正加速靠近俄罗斯。(图源:俄罗斯卫星通讯社) 海外网12月14日电 由于地磁北极正加速移出北极圈,并向俄罗斯的西伯利亚地区靠近,美国和英国研究人员不得不提前一年更新了世界地磁模型。 据俄罗斯卫星通讯社报道,今年早些时候科学家就表示,地磁北极正以极快的速度从北极圈向俄罗斯的西伯利亚移动,目前已经跨过了国际日期变更线。本周,英国地质调查局(BGS)和美国国家环境信息中心也证实了这一消息。 BGS在一份声明中称,根据预测,地磁北极接下来将继续向俄罗斯移动,虽然速度会有所降低。过去20年地磁北极移动的平均速度为55公里,而现在则下降至每年约40公里,但整体来看,地磁北极的移动速度要比100年前提高了将近3倍。 有数据证实,由于地磁北极的移动,地球磁场将继续减弱,大约每100年减弱5%。 世界地磁模型图(图源:俄罗斯卫星通讯社) 报道称,地磁北极对政府、军队和大量民用导航系统至关重要。从智能手机指南针、地图和GPS服务,到电信传输系统,以及美国联邦航空管理局(FAA)、NASA、美国防部在内各种机构使用的导航工具,都离不开地磁北极的强大作用。 而研究人员此次更新的世界地磁模型就是现代导航系统主要组成部分,导航船、手机跟踪器和地图的定位,均以此为依据。该模型每5年更新一次,现有模型的有效期原本到2020年,但由于地磁北极的异常移动不得不提前更新。 实际上,从16世纪开始,地磁北极的坐标一直保持相对不变,在加拿大北部海岸周围移动。但20世纪90年代以来,地磁北极的运动就不断加快,比至少4个世纪以来的任何时候都快得多。而遗憾的是,科学家目前仍未找到地磁北极加速移动的原因。 令科学家担忧的是,地磁北极的波动将影响其对地球磁场的保护。如果没有磁场或磁场发生混乱,地球将非常容易受到太阳耀斑的影响 ,从电网到航天器在内的一些设施会遭到严重的损害。 此外, 不断减弱的磁场可能会导致磁极翻转。据《每日邮报》此前报道,地球磁场已经存在了至少34.5亿年,它保护人类免受太阳辐射的伤害。因此,磁极翻转可能削弱地球磁场,导致包括人类在内的地表生命暴露在危险的太阳辐射中。 地磁北极和地磁南极历史上曾发生过无数次翻转。此前,科学家认为,每一次翻转都很缓慢,最后一次翻转发生在大约80万年前。然而,近期的一份研究则显示,磁极翻转可能比过去认为的更为迅速。一旦磁极发生翻转,指南针将不再指向南,北极会在南极洲。(海外网/魏雪巍 实习编译/韩佳彤) http://news.sina.com.cn/o/2019-12-14/doc-iihnzhfz5828287.shtml
个人分类: 突发公共卫生事件预警|2022 次阅读|0 个评论
美国西海岸鲸鱼大规模搁浅事件或是加州地震先兆
qujiangwen 2019-7-10 09:55
我们在近期的博客中多次指出,目前全球已经进入了地震高发期,短期内甚至有可能发生8.0级以上大地震。由于南美洲磁场异常区地磁场持续减弱,地磁场也最薄弱,宇宙射线达到的强度也最大,因此南美洲( 南大西洋辐射异常区 )附近地区是大地震发生的最危险区域。 地震之前往往有电磁变化等宏观异常,电磁异常指地震前家用电器如收音机、电视机、日光灯等出现的异常。最为常见的电磁异常是收音机失灵,在北方地区日光灯在震前自明也较为常见。1976年7月28日唐山7.8级地震前几天,唐山及其邻区很多收音机失灵,声音忽大忽小,时有时无,调频不准,有时连续出现噪音。同样是唐山地震前,市内有人见到关闭的荧光灯夜间先发红后亮起来,北京有人睡前关闭了日光灯,但灯仍亮着不息。 电磁异常还包括一些电机设备工作不正常,如微波站异常、无线电厂受干扰、电子闹钟失灵等。 地震宏观异常在地震预报尤其是短临预报中具有重要的作用,1975年辽宁海城7.3级地震和1976年松潘、平武7.2级地震前,地震工作者和广大群众曾观察到大量的宏观异常现象,为这两次地震的成功预报提供了重要资料。 1976年唐山大地震时,测雨雷达就曾观测到过一种奇异回波,在雷达水平位置显示器上图象为扇形指状,在垂直显示器上形态象座起伏的山峰。从7月25日到7月27日,回波的高度,强度、位置、范围都在变化着。分析表明,此奇异回波的出现时间和范围都与7月28日的地震相联系,且具有可移动的特性。基本可以断定,雷达所探测到的扇面指状回波就是震源磁场异常。 突发事件的预测预警是当前各个学科的研究的重要课题,此次美国加州 地震的发生之前可能有地磁异常,地磁异常可能导致了的导航系统出了问题,迷失方向而搁浅。因此,美国西海岸近期发生的大规模鲸鱼搁浅事件很可能就是加州地震的前兆。 如果可行,可以为地震的预测预警提供参考依据。当然要排除因为其他磁场变化所导致的异常,比如太阳风暴等。 如果未来一段时间,鲸鱼搁浅事件仍然持续出现,加州地区仍然可能会出现大地震。 太阳黑子(sunspot)是在太阳的光球层上发生的一种太阳活动,是太阳活动中最基本、最明显的。一般认为,太阳黑子实际上是太阳表面一种炽热气体的巨大漩涡,温度大约为3000-4500℃。因为其温度比太阳的光球层表面温度要低1000到2000摄氏度(光球层表面温度约为6000摄氏度),所以看上去像一些深暗色的斑点。太阳黑子很少单独活动,通常是成群出现。黑子的活动周期为11年,活跃时会对地球的磁场产生影响。 太阳黑子虽然颜色较深,但是在观测情况下,与太阳耀斑同样清晰显眼。天文学家把太阳黑子最多的年份称为 太阳活动峰年 ,太阳黑子最少的年份称为 太阳活动谷年 。 箭头所指的就是太阳黑子 第24周期和第25周期之间的太阳极小期将出现在2019年的7月到2020年的9月份之间。近期太阳黑子活动非常安静,一个月内没有出现太阳黑子。 上一个太阳黑子极小期发生在2008年12月,今年正值太阳黑子活动的下一个极小期。 目前全球的宇宙射线已经全面加强,达到了阶段性的最高值 太阳黑子数与太阳的活动密切相关,在太阳黑子峰年前后,太阳活动到达高峰,耀斑出现的次数最多, 耀斑辐射出的大量的紫外线、强X射线,以及宇宙线和非高能粒子。当太阳处于活跃期的时候,太阳周边的磁场就会变强,从而阻止来自太阳系外的 宇宙射线 ,使到达到地球的 宇宙射线 大大减少。 但是当太阳处于低谷期的时候,太阳周边磁场则会变弱,辐射到地球上的银河宇宙射线的密度就会达到最大。 地磁场被认为是一个巨大气泡,保护人类免遭连续轰击地球的宇宙射线和带电粒子的伤害。地球磁场对地球有保护作用,它可以阻挡许多来自外太空有害的宇宙射线和带电粒子,像X光之类的辐射线,还有带正电的质子或带负电的电子。如果没有地磁场,这些微粒就会不断穿越地球大气 , 目前太阳黑子处于低谷值,预计2019年7月到2020年9月达到最低点,未来一年全球地震将维持高发频发状态。 因为俄罗斯科学院列别杰夫物理研究所的科学家曾经提出了预测地震的新方法,通过监测由宇宙射线引起的地下声波来判断地层活动情况,这个理论已经在实验中得到初步验证。 列别杰夫物理研究所空间辐射研究室主任弗拉基米尔·里亚博夫近日对媒体解释了新方法的原理: 宇宙射线中含有一种穿透性极强的 介子,它可以穿透地下较深的地方,被穿过的地下介质会释放能量、引起振荡并发出声波。 这种声波能反映地震发源地的形成情况,振幅越大说明地层活动越剧烈。这一理论已得到初步验证。2011年日本福岛大地震发生前后,安放在哈萨克斯坦高山科研站的传感器记录 了地底传来的异常声学信号。研究人员认为,声波振幅在长期监测中的异常变化,可以作为预测地震的指标。 南大西洋辐射异常区,是位于南美洲东侧南大西洋的地磁异常区域,较相邻近区域的磁场强度弱,约是同纬度正常区磁场强度的一半大小,属负磁异常区。它是地球上面积最大的磁异常区,区域涉及纬度范围10 N~60 S、经度范围20 E~100 W,区域中心大约在45 W,30 S处,因它处于巴西附近,所以又称它为巴西磁异常。由于南大西洋磁异常区是负磁异常区,使得空间高能带电粒子环境分布改变,尤其是内辐射带在该区的高度明显降低,其最低高度可降到200km左右,造成辐射带的南大西洋异常区(见磁场蓝色部分)。 磁场被认为是一个巨大气泡,保护人类免遭连续轰击地球的宇宙射线和带电粒子的伤害。地球磁场对地球有保护作用,它可以阻挡许多来自外太空有害的宇宙射线和带电粒子,像X光之类的辐射线,还有带正电的质子或带负电的电子。如果没有地磁场,这些微粒就会不断穿越地球大气,使病原体发生变异或重组。南大西洋异常区上空的地球磁力保护变得薄弱之后,让更多的来自太空的辐射线得以穿透,到达大气层更低的地方。 目前全球已经进入了地震高发期,短期内甚至有可能发生8.0级以上大地震。由于南美洲磁场异常区地磁场持续减弱,地磁场也最薄弱,宇宙射线达到的强度也最大,因此南美洲( 南大西洋辐射异常区 )附近地区是大地震发生的最危险区域。 http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1185669.html 2019年太阳黑子活动减弱或引发三大全球灾难 http://blog.sciencenet.cn/blog-529903-1152772.html 日本鲸鱼搁浅或是大地震的前兆 http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=spaceuid=529903do=blogview=mefrom=spacepage=32 美国西岸鲸鱼尸体激增 无处存放被迫自然分解 2019-06-17 13:21 中新网6月17日电 据香港《文汇报》17日报道,2019年至今,美国西岸已有约70条灰鲸在海滩搁浅死亡,因为缺乏足够地方放置鲸鱼尸体,美国国家海洋及大气管理局(NOAA)要求鲸尸在沿岸地区自然分解,称遗下的鲸鱼骸骨可作教育用途。 资料图:当地时间5月23日,美国加州旧金山湾区再次出现一具灰鲸尸体。据悉,这是2019年在湾区出现的第13具灰鲸尸体。 据报道,长达12米的鲸鱼尸体需数月时间才可完全自然分解, NOAA形容今年的鲸鱼大规模死亡事件不寻常, 已增拨资源应对。 华盛顿州哈德洛克港的居民里韦拉表示,鲸尸只是间歇性发出臭味,不算太令人难受,他已在鲸尸撒上石灰,加速尸体腐化。里韦拉的妻子斯蒂芬妮认为,能够在家中附近观察鲸尸分解,非常难得。 2019年至今,美国加州、俄勒冈州、华盛顿州和阿拉斯加州岸边发现约70条灰鲸尸体,是自2000年以来最多的一次。 据悉,单在华盛顿州便约有30条鲸鱼的尸体,另外在加拿大卑诗省海滩亦发现5条鲸鱼尸体。因为有不少鲸鱼在偏远地区搁浅未有记录,因此实际搁浅死亡的鲸鱼的数目应该更多。 http://www.sohu.com/a/321084119_123753
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西半球地磁场减弱或是导致虫媒传染病活跃的主要原因
qujiangwen 2019-4-30 08:56
从 2013 年年末开始,以基孔肯雅、寨卡、黄热病、登革热、西尼罗河等虫媒传染病开始在西半球活跃,引起了全球的广泛关注。 2013 年,基孔肯雅病毒和寨卡病毒被认为首先出现在西半球,这两种病毒影响许多拉丁美洲和加勒比海地区的人,也直接威胁着美国。 2013 年底,基孔肯雅病毒首次出现在加勒比海圣马丁岛上,并从那以后扩散到美洲的绝大部分地区。 2013-2014 年在大洋洲的法属波利尼西亚岛屿上发生了一次较大的寨卡病毒流行,感染了约 32000 人。基因分析研究表明, 2015 年发生在南美洲的寨卡病毒可能是在 2013 年 5 月和 12 月之间首次进入美洲,随后在整个拉丁美洲和加勒比海地区扩散。从 2016 年 12 月开始在巴西爆发的黄热病疫情是近几十年来最严重的一次,疫情集中在丛林和农村地区,城市中并未发现疫情。巴西全国共出现黄热病 777 例,死亡 261 例。从南美洲到南亚,世界多个国家在 2013 年爆发登革热疫情。 2011-2013 年泛美卫生组织分别报告登革热病例 1093252 例, 1120902 例, 2386836 例,发病率分别为 208.8/10 万、 214.1/10 万、 455.9/10 万, 2013 年的发病率是明显高于前两年。 2016 年 12 月到 2017 年 8 月,巴西全国共出现黄热病 777 例,死亡 261 例。此次疫情主要集中在丛林和农村地区,并且是几十年来最严重的一次。 Peter Hotez 在一项研究中报道在欧洲南部出现的同样令人担忧的局面,已经观察到虫媒病毒感染如登革热病毒、基孔肯雅病毒和西尼罗河病毒感染在增加。 尽管五种虫媒病毒感染在西半球快速传播令人印象深刻,但是这些疾病为什么会突然大幅增加的原因仍然不是很清楚。 PLOS Neglected Tropical Diaseases 期刊主编 Peter Hotez指出一种奇怪的“新常态”可能正在热带感染性疾病中发生。为了弄明白这一点,我们将需要抛弃我们的学术孤岛(academic silos,即学术上相互隔离,不进行合作和沟通)和舒适地带,与新领域的科学家们合作,以便解决这些新的现象。 Peter Hotez 在早些时候发布的研究中提出人类活动产生的新力量,包括气候变化、森林砍伐、城市化和贫穷,可能是重要的影响因素 . 。近些年来,尽管通过广泛的药物服用和其他的方法,在预防和治疗疟疾等一些被忽视的热带疾病中取得重大进展,但是整体上看主要的媒介传播的被忽视热带疾病显著增加。我们的研究发现 2013 年开始出现的五种虫媒传染病的大幅增加与西半球急剧减弱的地磁场的分布高度一致。以前的研究表明,蚊虫是一种对磁场敏感的昆虫,磁场的减弱能够增加蚊虫的繁殖速度和空间密度。从 2013 年年末出现的五种虫媒传染病主要是通过蚊虫叮咬传播的,西半球地磁场的快速减弱很可能促进蚊虫密度的增加,进而加速这些虫媒传染病传染病的快速传播。 Weakened Magnetic Field and the Resurgence of Mosquito-Borne Arboviruses Jiangwen Qu 1 and Chandra Wickramasinghe N 2,3,4* 1 Department of Infectious Disease Control, Tianjin Centers for Disease Control and Prevention, China 2 Buckingham Centre for Astrobiology, University of Buckingham, UK. 3 Sri Lanka Centre for Astrobiology, University of Ruhuna, Sri Lanka 4 General Sir John KotelawalaDefence University, Sri Lanka * Corresponding Author: Chandra Wickramasinghe N, Buckingham Centre for Astrobiology, University of Buckingham, UK Short Commentary Five epidemics of mosquito-borne arboviruses- Zika virus (ZIKV), Dengue virus (DENV), Yellow Fevervirus (YFV), West Nile virus (WNV) and Chikungunya virus (CHIKV) have emerged in the Western Hemisphere, particularly in South America since late 2013. The reason we are seeing such a sudden, sharp rise in these mosquito-borne arboviruses is unknown. Although climate change, mass human migrations and poor hygiene are often cited as primary causes for the sudden resurgence, it is likely that a more fundamental cause exists, and its discovery could have a profound effect in determining future public health strategy . In June 2014, after just six months collecting data, ESA’s Swarm programme confirmed the general trend of the magnetic field’s weakening, with the most dramatic declines over the Western Hemisphere; but in other areas, such as the southern Indian Ocean, the magnetic field had strengthened since January (Figure 1). Figure 1: Changes in Earth’s magnetic field from January to June 2014 as measured by the Swarm constellation of satellites. Shades of red represent areas of strengthening, while blues show areas of weakening over the 6-month period. New data released by the European Space Agency (ESA) reveals that our geomagnetic field is weakening by around 5% a year, which is nearly ten times faster than previous estimates . Furthermore, this effect is not uniform over the Earth; the field is weakening faster in some places than others. For example, the South Atlantic Anomaly (SAA) is a large depression of the Earth's magnetic field characterized by values of geomagnetic field intensity that are around 30% lower than expected for those latitudes. This region covers a large area in the South Atlantic Ocean and South America. According to Swarm satellite monitoring results, Earth's magnetic poles may be getting ready to flip, the field has weakened by about 3.5% at high latitudes over North America, while it has strengthened about 2% over Asia . The region where the field is weakest – the South Atlantic Anomaly – has moved steadily westward and weakened further by about 2% between 1999 and May 2016 . Previous studies have suggested that the mosquito is an insect sensitive to the magnetic field, and the weakening of the magnetic field may have increased the mosquito's reproductive speed and spatial density . The currently emerging arbovirus epidemics in the past four years are mostly transmitted to humans by bites from mosquitos vectors. The rapid weakening of Earth's magnetic field in the Western Hemisphere probably speeded up an increase in the population of mosquitoes thus promoting the rapid spread of these mosquito-borne arboviruses. Thus, we make the bold suggestion that a surveillance of magnetic field may serve as a potential warning of future mosquito-borne arboviruses. Together with other epidemiological data such information might prove to be a useful factor for strategic disease control planning of mosquito-borne arboviruses. Acknowledgements Data on the number of Earth’s magnetic field were provided by European Space Agency (ESA) http://www.esa.int/Our_Activities/Observing_the_Earth/Swarm/Swarm_reveals_Earth_s_changing_magnetism Author contributions These authors contributed equally to this work. Competing Interests The authors have declared that no competing interests exist. References Hotez PJ (2016) Southern Europe’s Coming Plagues: Vector-Borne Neglected Tropical Diseases. PLOS Neglected Tropical Diseases 10: 1-6. Christopher F, Nils O, Stavros K, et al. (2016) Recent geomagnetic secular variation from Swarm and ground observatories as estimated in the CHAOS‑6 geomagnetic field model. Earth, Planets and Space 68: 112 Pavón-Carrasco, F. Javier; De Santis, Angelo. The South Atlantic Anomaly: The Key for a Possible Geomagnetic Reversal. Frontiers in Earth Science 4:40. http://www.esa.int/Our_Activities/Observing_the_Earth/Swarm/Earth_s_magnetic_heartbeat Pan H, Liu X (2004) Apparent Biological Effect of Strong Magnetic Field on Mosquito Egg Hatching. Bioelectromagnetics 25: 84-91. http://sciencetxt.org/open_access/weakened_magnetic_field_and_the_resurgence_of_mosquito_borne_arboviruses_IDI IDI-2-103 (2).pdf 关注多种媒介传播的被忽视热带疾病 来源:生物谷 2016-07-10 21:03 2016年7月10日/生物谷BIOON/-- 作为 PLOS Neglected Tropical Diaseases 期刊的共同主编,Peter Hotez和Serap Aksoy关注着全世界近期不断增加的多种媒介传播的被忽视热带疾病(neglected tropical disease, NTD)。 2013年,基孔肯雅病毒和寨卡病毒被认为首先出现在西半球,如今在那里,这两种病毒影响许多拉丁美洲和加勒比海地区的人,而且也威胁着美国。 2013年底,基孔肯雅病毒首次出现在加勒比海圣马丁岛上,从那以后扩散到美洲的绝大部分地区,包括今年在美国德克萨斯州报道的首例输入性感染病例。 类似地,分子钟研究表明寨卡病毒可能是在2013年5月和12月之间首次进入美洲,随后在整个拉丁美洲和加勒比海地区扩散,而且令人担忧的是,在今年夏天晚些时候,寨卡病毒可能开始传播到美国本土。 更令人担忧的是,今年4月份,美国疾病防治中心(CDC)首次声称是寨卡病毒(ZIKV)导致小头畸形和其他的出生缺陷,而不再猜测它们之间可能存在关联,并建议孕妇或者计划怀孕的女性最好不要前往寨卡病毒仍在传播的国家和地区。此外,美国CDC报道了一例ZIKV感染病例是男同性恋之间通过肛交进行传播的。 同样是在今年4月份,法国研究人员证实寨卡病毒(ZIKV)能够通过性接触进行传播。他们的分析表明在巴西感染上这种病毒的一名男子体内存在的病毒与从未到ZIKV流行病发生区域旅游但与这名男性发生性关系的一名女性体内存在的ZIKV存在100%的遗传相关性。 此外,在今年3月,研究人员在一项发表在 Lancet 期刊上的研究中,发现更多证据表明寨卡病毒感染还会引起一些病人发生暂时性瘫痪:古兰-巴雷综合征(GBS, Guillain-Barre syndrome)。最近拉丁美洲发生突发性瘫痪的病人出现增加,专家认为这与寨卡病毒爆发有关,而该研究的数据则进一步支持了这一理论。 而在今年6月份,来自美国华盛顿大学和科罗拉多大学等机构的研究人员发现最为严重的西尼罗河病毒(West Nile virus, WNV)感染并不杀死神经元,但会激活小胶质细胞和补体途径,这有助抵抗这种感染但最终会破坏突触,导致突触减少,从而最终导致一些WNV感染者出现记忆丧失和情感障碍等症状,从而为开发出治疗这种蚊子传播疾病的新疗法开辟新的道路。 尽管这些虫媒病毒感染在西半球快速传播令人印象深刻,但是这个月,Peter Hotez在一项研究中报道在欧洲南部出现的同样令人担忧的局面:在那里,最近几年,我们也观察到虫媒病毒感染如登革热病毒、基孔肯雅病毒和西尼罗河病毒感染在增加,除此之外,还观察到利什曼病(由利什曼原虫引起的人畜共患病)和甚至血吸虫病(通过钉螺进行传播)在增加。 确实,尽管通过广泛的药物服用和其他的方法,在预防和治疗疟疾和一些被忽视的热带疾病中取得重大进展,但是整体上,我们还是观察到主要的媒介传播的被忽视热带疾病显著增加。 我们观察到这些热带感染性疾病在增加的原因仍是不清楚的。在另一项今年早些时候发布的研究中,Peter Hotez提出人类活动产生的新力量,包括气候变化、森林砍伐、城市化和贫穷,可能是重要的因素。 因此,从中学到的教训是为了理解复杂的事件,如在拉丁美洲和欧洲发生的媒介传播的被忽视热带疾病增加,我们将需要考虑在对热带感染性疾病感兴趣的生物医学科学家、包括经济学家和人类学家在内的社会科学家和对环境感兴趣的地球科学家之间建立新的跨学科对话。 在早前的一项研究中,Peter Hotez指出一种奇怪的“新常态”可能正在热带感染性疾病中发生。为了弄明白这一点,我们将需要抛弃我们的学术孤岛(academic silos,即学术上相互隔离,不进行合作和沟通)和舒适地带,与新领域的科学家们合作,以便解决这些新的现象。 本着这种精神,美国国家科学基金会(US National Science Foundation)如今发起一项新的传染病生态学与进化(Ecology and Evolution of Infectious Diseases, EEID)计划。 这是一个好的开始!(生物谷 Bioon.com) 参考资料: 【1】 What's with these vector-borne neglected tropical diseases? 【2】Neglected Tropical Diseases in the Anthropocene: The Cases of Zika, Ebola, and Other Infections PLOS Neglected Tropical Diseases , doi: 10.1371/journal.pntd.0004648 【3】Southern Europe's Coming Plagues: Vector-Borne Neglected Tropical Diseases PLOS Neglected Tropical Diseases , doi: 10.1371/journal.pntd.0004243 【4】Zika virus in the Americas: Early epidemiological and genetic findings Science , doi: 10.1126/science.aaf5036 【5】 Nature:揭示西尼罗河病毒感染导致病人记忆丧失机制 【6】 【盘点】不要错过的寨卡病毒研究进展汇总 【7】Evidence of Sexual Transmission of Zika Virus New England Journal of Medicine , doi: 10.1056/NEJMc1604449 【8】Zika Virus as a Cause of Neurologic Disorders New England Journal of Medicine , doi: 10.1056/NEJMp1602708 【9】Why does Zika leave some patients paralyzed? Science , doi: 10.1126/science.aaf4144 http://news.bioon.com/article/6685391.html
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地球磁屏蔽有裂缝导致宇宙射线直接冲进大气层,或与美洲寨卡病毒大流行有关
qujiangwen 2019-1-31 16:40
面对2015年美洲的寨卡病毒大流行,我们不仅会产生以下疑问:寨卡病毒为什么会在2015年出现?为什么会在巴西和墨西哥出现?哪些因素导致了寨卡病毒的出现?我们怎样才能够提前预测未来的新发病毒传染病?为了理解这些复杂的问题,我们将需要考虑在对新发病毒传染病感兴趣的生物医学科学家、包括经济学家和人类学家在内的社会科学家和对环境感兴趣的地球和天文科学家之间建立新的跨学科对话和合作。 由于目前的 纯医学和唯病毒研究无法彻底解决类似甲流等新发病毒性传染病的起源问题, 所以为了找到这些导致新发病毒传染病发生的奇怪的 “ 新常态 ” 或新的因素, 我们将需要抛弃我们的学术孤岛( academicsilos ),即学术上相互隔离,不进行合作和沟通)和舒适地带,与新领域的科学家们合作 ,以便提高今后传染病预防控制工作的预见性和主动性。 目前科学界都在努力寻找 2015 年寨卡病毒在南美洲大流行的原因。 世界宇宙射线数据中心监测结果显示,墨西哥地区宇宙射线水平在2015年的1月份突然大幅增加,从784995uGy大幅增加到1324700uGy,并且全年持续在1300000uGy以上,随后巴西在2015年和2016年出现寨卡病毒和黄热病病毒流行和变异。 我们的最新的研究打破了唯病毒论的传统医学观念,首次创新性的提出巴西地区急剧减弱的地磁场、突然增强的宇宙射线是导致寨卡病毒大流行的重要原因,并科学的解释了其中的原理。 Weakened magnetic field, cosmic rays and Zika virus outbreak (1).pdf 从 2014 年 6 月至 2015 年的地磁场强度变化来看,南大西洋磁场异常区磁场一直处于减弱的趋势,几乎覆盖了整个南美洲(图 2 和图 3 )。从 1999 年到 2016 年五月期间,北美洲高纬度地区磁场减弱了 3.5% ;而南大西洋磁场异常区稳定的向西移动,磁场强度减弱了 2% ,并且预测未来几千年的时间,地球磁极可能出现翻转。 欧洲空间局的卫星群收集到的数据显示,地球磁场目前正在不断削弱,尤其是西半球方向的磁场比科学家估计的要快 10 倍左右,这种变化可能意味着地球将出现磁极翻转,最新的测量已经证实磁北极目前正在向西伯利亚方向移动,科学家之前估计地球磁场在每个世纪将削弱 5% 左右,实际上目前地球磁场强度每 10 年就衰减 5% ,是过去估计速度的 10 倍。在 2014 年 1-6 月内,地球磁场的调查显示磁场西半球磁场正在减弱,从图 1 中可以看出,西半球大部分地区的磁场正在减弱,以蓝色标志,东半球的红色区域为磁场加强,尤其在印度洋的西南方向上,磁场加强现象比较明显,总体上看,西半球的磁场处于减弱的状态,并且地球磁场的总趋势是在变弱(图 1 )。 图 1 欧洲空间局蜂群卫星群提供的 2014 年 1-6 月地球磁场变化情况分布图 http://www.esa.int/Our_Activities/Observing_the_Earth/Swarm/Swarm_reveals_Earth_s_changing_magnetism 从 2014 年 1 月到 6 月间,欧洲航天局蜂群卫星群测量地球磁场的变化。这些变化以源自地核的磁场信号为基础。红色阴影表示磁场加强的地区,蓝色显示磁场变弱的地区。测量单位是毫微特斯拉。 、 图 2 2014 年 6 月地球表面主磁场的 “ 快照 ” http://www.esa.int/Our_Activities/Observing_the_Earth/Swarm/Swarm_reveals_Earth_s_changing_magnetism 由蜂群卫星群的数据制作而成。这些测量值主要来自地核 ( 约 95%) ,剩余测量值来自地幔、地壳、海洋、电离层和磁气圈等其他来源。红色阴影表示磁场加强的地区,蓝色显示磁场变弱的地区。测量单位是毫微特斯拉。 加利福尼亚高空气球平流层射线水平监测结果数据显示,从 2015 年 3 月到 2017 年 5 月,宇宙射线水平呈现系统性增加,大约增加了 13% 。在靠近巴西磁场异常区的墨西哥的宇宙射线监测结果显示,宇宙射线水平从 2015 年的 1 月份突然大幅增加,从 784995uGy 突然增加到 1324700uGy, 并且全年持续在 1300000uGy 以上(图 3 ), 并且在2015年的6月22日左右,宇宙射线急剧加强,也可能与这一地区地磁场撕裂有关(图4)。 墨西哥地区宇宙射线水平的突然增加可能与第 24 周太阳活动水平的减弱和巴西磁场异常区地磁场强度的剧烈降低有关。 图 3 2015 年寨卡病毒爆发与墨西哥宇宙射线突然增强之间的关联 注:横坐标为年份,纵坐标为宇宙射线强度(单位: uGy ) 图4 2015年的6月22日左右,宇宙射线急剧加强 磁场被认为是一个巨大气泡,保护人类免遭连续轰击地球的宇宙射线和带电粒子的伤害。地球磁场对地球有保护作用,它可以阻挡许多来自外太空有害的宇宙射线和带电粒子,像 X 光之类的辐射线,还有带正电的质子或带负电的电子。太阳风是太阳上层大气射出的带电粒子流。地球绕太阳旋转过程中,会穿过太阳风。太阳风与地球磁场相遇处会形成激波,被称为弓形激波。太阳风中的电子与弓形激波相遇时,会立即被加速,使电子流变得不稳定而发生崩解。崩解过程又导致电子失去高速,并将其动能转化为热能,整个过程仅 90 毫秒 , 这就是地磁场保护地球的机制 。如果没有地磁场,这些微粒就会不断穿越地球大气,使病原体发生变异或重组。南大西洋异常区上空的地球磁力保护变得薄弱之后,让更多的来自太空的辐射线得以穿透,到达大气层更低的地方,更接近地球表面,从而引发病毒发生变异或重组。目前太阳活动正处于太阳活动极小期和第 24 个太阳活动周期的下降期,伴随着南大西洋地磁场的急剧减弱,墨西哥地区的宇宙射线在 2015 年 1 月突然大幅增加,并且持续全年。蚊媒传染病是通过蚊虫叮咬传播给人类及动物宿主的一大类疾病。近年来,多种新发及再发病毒性蚊媒传染病,包括寨卡病毒和黄热病病毒等 , 对人类健康产生了严重威胁。寨卡病毒在进化过程中分为两个世系 : 一个是非洲世系,主要在非洲的丛林中循环传播;另一个是亚洲世系,主要在东南亚等地区流行。 2015 年起,由亚洲系寨卡病毒主导的寨卡疫情在南美洲暴发,并迅速扩散到 40 多个国家,引起胎儿小头畸形和格林巴氏综合症,造成上百万人感染。 2016 年世界卫生组织宣布,寨卡病毒的暴发流行已是全球紧急公共卫生事件。 ENSO (拉尼娜和厄尔尼诺)是热带地区年际变化的强信号,由于其会在全球引起严重的气候异常而广为关注。 2015/16 年厄尔尼诺事件持续了 13 个月,是一次极强的厄尔尼诺事件。中科院大气物理研究所 LASG 实验室的研究人员基于 1950 年到 2016 年的数据资料从太阳活动的角度进行了分析,发现太阳黑子数与厄尔尼诺 modoki 指数之间存在密切关系,两者具有共同的 11 年准周期特征。长时间历史资料显示,每一个太阳活动峰值年赤道东太平洋地区容易出现异常冷海温,而其后的 1-3 年内往往会发生一次厄尔尼诺 Modoki 事件。而 2014 年正好是第 14 个太阳周期活动达到峰值的年份,因此,太阳活动对 2015/16 年厄尔尼诺事件可能有不容忽视的影响。 Isaac 及其同事在 Lancet 杂志上发表论文认为适合白纹伊蚊和埃及伊蚊生长繁殖的厄尔尼诺气候条件,可能是寨卡病毒在南美洲迅速蔓延的原因。 2015 年厄尔尼诺现象导致了南半球南美洲东北部地区的特殊气候。根据美国国家海洋和大气管理局发布的数据,整个 2015 年下半年南美洲北部和东部的温度为 “ 史上最高 ” ,同时伴随着严重干旱。这些导致寨卡病毒迅速传播的极端条件,可能是气候变化的一种表现形式。研究者们将某个月出现极端气候条件的区域与下个月的寨卡病毒地理分布区对照时,看到区域产生了明显的重叠。温度可以影响成年媒介生物的生存、病毒复制和传染期。温度升高(在一个温度范围内)可以扩大媒介生物的地理分布范围,减少病原体的外潜伏期,提高母蚊叮咬率。尽管在伊蚊生命周期的水生阶段,降雨为其幼虫提供必要的生活环境,但干旱可以直接扩大媒介生物的栖身范围。在几个区域中(包括巴西东北部),埃及伊蚊栖身范围扩大的风险与地区持续干旱期间家庭储水量的增大具有相关性。因此,这一时期严重的厄尔尼诺事件造成的独特气候条件,是导致寨卡病毒在南美洲传播的促成因素。英国利物浦大学的研究人员利用流行病学模型也分析发现,厄尔尼诺为寨卡病毒的两种传播媒介 - 埃及伊蚊和白纹伊蚊 - 在南美大规模传播寨卡病毒创造了最有利的气候环境,导致伊蚊死亡率降低、叮咬频率提高等后果。他们建立的模型显示,正是与 2015/16 年厄尔尼诺事件相关的温度环境在寨卡疫情暴发的过程中发挥了关键作用 。另外,香港大学研究人员分析了 24 株寨卡病毒毒株,他们在 GenBank 中有完整基因组或完整的多蛋白序列,包括 1947 年至 2015 年期间在非洲、亚洲和太平洋地区从人、动物和蚊子上采集的毒株,并将寨卡样本与其它致病黄病毒的基因组序列进行比较,如 Spondweni 病毒、登革热病毒和日本脑炎病毒等,并构建了系统进化树和开展了蛋白家族的分析,发现除了非结构 2B ( NS2B )编码区域外,所有编码区域的进化树拓扑结构是相同的,而且此发现得到了分子重排分析和多序列比对的确认,结果表明 NS2B 与 Spondweni 病毒发生了遗传重组。 2017 年国际著名学术期刊《自然》发表了清华大学医学院和深圳市疾病预防控制中心关于《进化导致寨卡病毒在埃及伊蚊上感染力增强》的最新研究论文,研究者发现寨卡病毒的 NS1 蛋白具有辅助病毒感染蚊虫的功能。在传播过程中,亚洲系寨卡病毒非结构蛋白 NS1 上的一个氨基酸位点突变 (NS1 A188V) 导致 NS1 蛋白的分泌能力增强,使得病毒可以更高效地感染蚊虫、导致蚊虫病毒感染率大幅上升,这可能是造成寨卡病毒突然在南美洲大陆大范围流行的原因之一 , 这一研究为解释近年来寨卡病毒暴发流行提供了科学依据 。分子流行病学证据也表明,寨卡病毒很可能在 20 世纪也经历了多次重组 ,寨卡病毒是一种通过蚊虫进行传播的单链 RNA 病毒,蚊虫特别是埃及伊蚊在自然条件下能够感染不同种的寨卡病毒,这些病毒首先在蚊虫的肠道中繁殖,然后通过血液到达其它组织,最终在唾液腺中繁殖,病毒可以在蚊虫吸取一些像植物汁液或露水时通过唾液播散到食物表面。大幅增加的宇宙射线能够灭活被蚊虫播散到外界环境中的寨卡病毒,但是实际上这些被灭活的病毒是半传染性的,蚊虫可以在进食时混合感染不同的病毒并通过基因感染再复活以及交叉感染再复活机制形成一种新的重组的病毒。宇宙射线也可以直接导致寨卡病毒发生变异。变异的寨卡病毒、减弱的地磁场以及厄尔尼诺现象共同促进了寨卡病毒在南美洲地区的大规模流行。 科学家发现地球磁屏蔽有裂缝,宇宙射线直接冲进来,穿透大气 缩 由于地球周围存在一个巨大的磁场,它能保护我们免受严酷的太阳风和宇宙辐射,使得地球适宜生命的生存。 然而,最近科学家发现地球的磁屏蔽中出现裂缝,这使银河宇宙射线直接泄漏到地球大气中层,并在北半球造成巨大的地磁暴。 位于印度的GRAPES-3介子望远镜探测到宇宙射线水平的一个尖峰,这表明地球的磁屏蔽可能已被损坏。虽然这次射线爆发是记录于2015年6月、但直到最近才刚刚发表在《物理评论快报》(Physical Review Letters)杂志上,这项研究首次揭示了高强度宇宙射线活动的程度。 在2015年6月22日的两个小时里,来自一团巨型快速移动等离子体的粒子穿透地球大气层。这些粒子是源自于太阳表面,它们以高达每小时250万公里的速度撞击我们地球的大气层。 这种高速撞击导致地球的磁层(又称磁气圈,这个区域包含地球磁场)从地球半径的11倍收缩至4倍。地球磁层中的带电粒子通常会偏转太阳风(带电粒子流),否则太阳风会把有害的紫外辐射带到地球表面。 在高空飞行的飞行员其癌症的发生率更高,而紫外辐射被认为是主要元凶(也是导致皮肤在阳光下晒黑的原因)。 太阳风也引发了严重的磁暴,造成无线电信号减弱,并在地球北部的许多国家引发了壮观的北极光。GRAPES-3介子望远镜的研究人员进行分析表明,在短时间内,地球的磁层开裂,使一些低能量的银河宇宙射线直接穿透大气层。 根据这项研究,宇宙射线的爆发表明“地球磁屏蔽的短暂弱化”。科学家表示,如果地球磁层出现大裂缝,那由此引发的超级磁暴可能会致使地球上的现代技术基础设施瘫痪。而这样的事件还有可能会再次发生,所以还需进一步的研究来更好地理解地球磁层。 http://k.sina.com.cn/article_6612156106_18a1d7eca00100bsf9.html 地磁场撕裂Transient Weakening of Earth’s Magnetic Shield Probed by a Cosm.pdf https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.117.171101 MEXICO_2015.pdf https://www.dailymail.co.uk/sciencetech/article-3901288/Is-Earth-s-protective-shield-cracking-Bursts-deadly-cosmic-rays-raises-fears-planet-s-magnetic-field-disappearing.html
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印度寨卡病毒爆发, 2019年前后南美洲或再次爆发寨卡和流感病毒大流行
qujiangwen 2018-10-15 13:55
印度寨卡病毒爆发 感染人数达55人 据印度媒体报道,根据印度拉贾斯坦邦卫生部门的消息,该邦爆发的寨卡病毒疫情感染人数已经攀升至55人,其中11人为孕妇。该邦第一例寨卡病例于9月23日被确诊,随后患病人数不断上升。该邦卫生部长表示,其中38名病人接受治疗后目前状况稳定。 针对寨卡病毒感染人数的快速增长,该邦卫生部门进一步加大灭蚊的力度和对寨卡病毒相关信息的发布和科普,让更多民众了解和及时预防。派遣到发病地区的医疗监测小组从50个增加到170个,医院开设单独的寨卡病房对病人进行诊治。政府希望能尽快控制疫情的进一步发展。 寨卡病毒病由主要通过伊蚊传播的一种病毒引起。怀孕期间发生寨卡病毒感染可能使出生婴儿患有小头症和其他先天性畸形,统称为先天性寨卡综合征。寨卡病毒感染还与妊娠期间发生的其他并发症相关,包括早产和流产。 (央视记者 程炜) http://www.sohu.com/a/259395492_115239 2019年前后南美洲或再次爆发寨卡和流感病毒大流行 目前科学家最关注的是南大西洋异常区(South Atlantic Anomaly),其范围之大涵盖从南美洲智利一直延伸到非洲南部的津巴布韦的广阔地区。这片地区的磁场强度比正常弱30%-50%,持续弱化的速度也比其他地区快了10倍左右。南大西洋异常区的怪异之处不仅表现在磁场的日益弱化,甚至出现局部的磁场翻转,产生一个小范围内朝南的磁北极。美国NASA的数据表明,南大西洋异常区的范围在逐渐扩大,其中心每年向西方移动0.3°。科学家预测,若异常区继续以目前的速度扩大,到2240年将会覆盖半个南半球。 今冬厄尔尼诺的强度将是决定是否会发生流感大流行的关键!因为历史上的流感大流行的发生有如下特点,多发生在太阳黑子活动峰值年或谷值年附近,前一年出现中等强度的拉尼娜现象,当年会出现中等强度以上的厄尔尼诺现象,大多数新发病毒传染病的发生必然伴随着一些特殊的因素,比如,剧烈的气候变化,候鸟的异常迁徙,动物种群的混合,射线活动的增强,最终导致病毒发生大的变异或重组,并且获得新的动物病毒基因,导致人体免疫力无法对抗而发生大规模的爆发或流行。 太阳黑子活动目前处于低值,宇宙射线活动全面加强 由于地球磁场的急剧减弱,南美洲地区宇宙射线活动会异常增强,加上厄尔尼诺的强大影响, 导致这一地区2019年发生新的流感大流行或寨卡病毒大爆发的可能性非常大! 其次为非洲地区,这一地区主要以埃博拉病毒和马尔堡病毒为主。全球急需做好重大传染病预警和应急准备工作! 预测的理论依据: 厄尔尼诺和宇宙射线将共同决定是否发生流感或寨卡病毒大流行 http://blog.sciencenet.cn/blog-529903-1125471.html 新发病毒传染病的中长期预测:将进入高发期和多发期 http://blog.sciencenet.cn/blog-529903-1095076.html 最新论文:寨卡病毒大流行或与地磁场减弱和宇宙射线突然增强有关 http://blog.sciencenet.cn/blog-529903-1128995.html 太阳表面再度出现无黑子状态 科学家称导致地球小冰河期提前来临 搜罗科学秘闻 2018-05-29 09:32 太阳表面再度出现无黑子状态,或导致地球小冰河期提前来临 (神秘的地球uux.cn报道)据ETtoday:美国太空总署(NASA)发现,太阳表面再度出现「无黑子」状态,这已经是今年第4次侦测到此现象,显示太阳表面活动可能正进入「极小期」,部分科学家忧心,这将导致地球的「小冰河期」提前来临,最快在2019年底前就可能发生。 根据英国《每日星报》(Daily Star)报导,一般来说,太阳表面应该会布满数个太阳黑子(sunspot),不过NASA最近再次观测到,太阳表面空无一物,完全不见太阳黑子,而这已经是2016年内第4次出现此一现象。 气象学者多利安(Paul Dorian)说,「太阳活动正急遽下降,可能是另一个冰河时代来临的前兆」。他认为,从历史经验分析,太阳活动减弱会造成对流层的温度下降,「也就是我们生活的空间」。 科学家过去就证实,太阳黑子的活动具有周期性,大约11至12年为1个循环。英国诺桑比亚大学(Northumbria University)的教授萨柯华(Valentina Zharkova)去年就曾指出,经过严密的计算和资料搜集,太阳将在2020至2050年间进入「蒙德极小期」(Maunder Minimum),进而影响地球出现「小冰河期」。 上一次出现「小冰河期」,是在西元1550年到1770年的220年间,当时全球气温下降,进而导致粮食减产,各地都发生饥荒、甚至瘟疫。有文献纪载,当时伦敦的泰晤士河水结冰,民众能直接在上面行走。 国外天文网站《SpaceWeather》发言人也表示,太阳表面活动正逐渐减少,将在2019、2020年左右降至最低点,且之后太阳表面出现「无黑子」的情况将越来越频繁。 太阳黑子活动与地球气温究竟有无关联,仍受到许多科学家质疑,不过近年来也有许多理论支持这项说法。部分科学家相信,全球气候变迁,除了与恶化的温室效应有关外,也与太阳黑子活动降低有所关联。 https://sh.qihoo.com/98566adee65747ad4?cota=1refer_scene=so_1sign=360_e39369d1
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[转载]研究发现地磁倒转速率或可快于预期
qujiangwen 2018-9-29 11:59
海峡两岸学者近日研究发现,地磁倒转速率或可快于预期,并提出地球磁场近150年来已减弱10%到15%,若持续加速减弱,未来或可发生地磁倒转。 该研究成果发表在国际知名期刊 《美国科学院院报》 上。台湾大学周佑民博士、福建省湿润亚热带山地生态重点实验室——省部共建国家重点实验室培育基地的姜修洋教授和南方科技大学刘青松教授为研究论文共同第一作者,台湾大学沈川洲教授和周佑民博士为共同通讯作者。 为了研究历史上地球磁场倒转的速度和过程,研究人员在遵义三星洞采到含有磁铁矿的石笋标本,使用台湾大学地质系高精度的铀钍定年技术和中国科学院地质与地球物理所的低温超导磁力仪分析,经四年测量最后取得180个古地磁数据及70个定年点,成功重建了发生在十万年前、具有数十年际高分辨率、历时一万五千年的地磁纪录。 研究发现,在十万年前地球磁场很弱且非常不稳定,石笋数据显示出不断重复发生、相似性极高的不对称性地磁极南北飘移模式与周期。地磁极从正向仅需一百到几百年就快速倒转到反向,随后马上反弹,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。 更惊人的是,研究发现在九万八千年前,地磁极仅需一百到两百年之间,即可以从正向快速地完全倒转到反向。 福建省湿润亚热带山地生态重点实验室——省部共建国家重点实验室培育基地,由科技部和福建省依托福建师范大学共同建设。福建省科技厅基础处负责人表示,该研究论文分别受到国家自然科学基金和福建省科技厅资助。(来源:新华社 贺飞) Abstract Polarity reversals of the geomagnetic field have occurred through billions of years of Earth history and were first revealed in the early 20th century. Almost a century later, details of transitional field behavior during geomagnetic reversals and excursions remain poorly known. Here, we present a multidecadally resolved geomagnetic excursion record from a radioisotopically dated Chinese stalagmite at 107–91 thousand years before present with age precision of several decades. The duration of geomagnetic directional oscillations ranged from several centuries at 106–103 thousand years before present to millennia at 98–92 thousand years before present, with one abrupt reversal transition occurring in one to two centuries when the field was weakest. These features indicate prolonged geodynamo instability. Repeated asymmetrical interhemispheric polarity drifts associated with weak dipole fields likely originated in Earth’s deep interior. If such rapid polarity changes occurred in future, they could severely affect satellites and human society. http://www.pnas.org/content/115/36/8913 被称为“地球保护膜”的地磁场在加速减弱,有人怀疑它会发生逆转 研究发现,地球磁场正在加速减弱,这种状态已经持续了近一千年! 有人怀疑地磁场要发生逆转。地磁场这个名词大家应该都听说过,但是地磁场怎样产生的?它有什么作用呢? 什么是地磁场 百科里的解释是, 地磁场是指地球内部存在的天然磁性现象。 地球可视为一个磁偶极(magnetic dipole),其中一极位在地理北极附近,另一极位在地理南极附近。 通过这两个磁极的假想直线(磁轴)与地球的自转轴大约成 11.3 度的倾斜。地球的磁场向太空伸出数万公里形成地球磁圈引(magnetosphere)。 地球的磁场向太空绵延约 58,000 千米。地球的地核是可以导电的,就像个巨大的磁铁,它一直在旋转,这时候地球磁场就产生了。 地核的体积巨大,温度压力都很高,这时候地层导电率自然很高,电流像是在没有电阻的通路上传输,永不停歇,地球上磁场最稳定的地方就是南北两极。 什么叫磁场逆转 电子的分布位置并不是固定不变的,并会因许多的因素影响下会发生变化,再加上太阳和月亮的引力作用,地核的自转与地壳和地幔并不同步,这会产生一强大的交变电磁场,地球磁场的南北磁极因而发生一种低速运动,这种运动的积累将造成地球的南北磁极逆转。 地磁场有什么用呢? 地磁场像是给地球罩上的保护套,像是一个泪珠形状的气泡,保护我们的地球表面免遭连续轰击地球的宇宙射线和带电粒子的伤害。 其实它就像是大气层一样,只不过大气层阻挡的是来自太阳的多余紫外线,让地球生物不至于被晒伤。 地磁场还保护着围绕地球旋转的成千上万颗卫星和其他航空器, 一旦地磁场消失了,外太空高能量辐射就会袭击赤裸裸的航空器,它们的命运便可想而知了。 150年里,地球磁场减弱了近10% 2014 年,科学家就曾做过类似研究,当时他们利用蜂群卫星对地磁场测量了 6 个月,结果发现地磁场在逐年减弱,而且西半球磁场减弱最为明显。 具体到数字就更令人震惊了,因为地磁场 150 年来减弱了将近 10%!此外研究还发现,地球磁场存在很大的地理差异。 在亚洲、太平洋地区磁场变化较小,非洲、欧洲和大西洋的变化非常大,变化最大的地区是非洲南端,在这个地区的磁场极性与正常的极性刚好相反。 大西洋南部磁场特别虚弱 欧空局观测时,惊讶的发现大西洋南部地球磁场异常弱,所以他们管这里叫南大西洋磁场异常区。 早前就有研究之处,这个区域的磁场仅为正常磁场的三分之一。而在最新研究里,科学家们发现这里磁场似乎更弱了。 但是源于什么,至今仍是未解之谜,原因是缺乏实地数据。因为这里的地磁场很弱,所以科学家们的一些研究设备在这里根本无法正常工作,所以才缺乏数据。 但是 科学家们猜测异常可能是因为南大西洋和北冰洋下方的液体金属地核可能出现了巨型涡流,从而影响了其上空的磁场。 由于巨型涡流的力量足以逆转其他涡流的方向,因此极有可能令地磁场南北极就此开始大逆转。 与气候变暖或有关联 2011 年,吉林大学地球探测科学与技术学院杨学祥教授等人曾研究过这个课题,并将成果写成论文发表。 他们认为, 地磁减弱的原因在于两极冰盖融化导致地壳和地幔转动惯量减少自转加快,由此引发核幔差异旋转在数值和方向上的改变。 在磁场减弱和磁极反向过程中,太阳辐射的增强和核幔热能的释放与灾害有一一对应关系。 追溯地球的历史,寒冷时期,地磁场往往较强,而高温时期,地磁场则较弱。所以也有科学家称,地磁场减弱可能在一定程度上影响了气候变暖。 2013 年,日本科学家也做了这项研究,结果与杨教授团队的成果不谋而合,他们发现冰盖大小出现变化后,地球自转速度就会受到影响。 为了调查地球自转速度变化与地球磁场变化的关系,研究小组利用计算机模型推算发现,地球磁场强度会随地球自转速度的变化而变化。即使自转速度只有 2% 的变化,磁场强度的变化会达到 20% 至 30%。 地球磁性曾在78万年以前逆转78万年前 因为地磁场在不断减弱,所以有人怀疑,地磁场是否会再次发生逆转? 地球磁场在 600 年间确实发生过 3 次逆转,且彼此时间间隔不等。 最近一次发生在 78 万年前 。但是逆转也不是那么容易发生的,发生之前会有明显预兆,比如地磁场会剧烈减弱,甚至会出现零磁场。 但是现在的情况似乎没有那么糟糕,所以科学家们安抚大家不要惊慌,地磁场一时半会还不会逆转 \0 http://www.sohu.com/a/230094486_102883 \0
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最新论文:寨卡病毒大流行或与地磁场减弱和宇宙射线突然增强有关
qujiangwen 2018-8-13 17:17
进入 20 世纪 50 年代以来,新发传染病在全球范围不断出现,特别是 2009 年发生的甲型 H1N1 流感大流行、2014年西非的埃博拉病毒爆发以及2015年的美洲寨卡病毒大流行给人类健康、全球政治和经济带来严重影响,使得世界各国切实体验到新发传染病的控制已成为必须面对的重大公共卫生问题。目前全球已发现的新发传染病多达 40 余种 , 其中以病毒性传染病居多。新发病毒性传染病的发生往往具有传染性强、传播速度快、流行范围广、病死率高、难以预测和防范等特点,极容易发展成严重的突发公共卫生事件或者国际关注事件。然而人们对新发病毒性传染病的发生原因、传播因素及流行规律等仍然缺乏足够的认识。为了探索宇宙射线是否对新发病毒性传染病发生有影响,我们利用宇宙射线活动数据与相关新发病毒性传染病之间的关系进行研究,以期为阐明新发病毒传染病的起源和预测预警提供科学依据。 面对2015年美洲的寨卡病毒大流行,我们不仅会产生以下疑问:寨卡病毒为什么会在2015年出现?为什么会在巴西和墨西哥出现?哪些因素导致了寨卡病毒的出现?我们怎样才能够提前预测未来的新发病毒传染病?为了理解这些复杂的问题,我们将需要考虑在对新发病毒传染病感兴趣的生物医学科学家、包括经济学家和人类学家在内的社会科学家和对环境感兴趣的地球和天文科学家之间建立新的跨学科对话和合作。 由于目前的 纯医学和唯病毒研究无法彻底解决类似甲流等新发病毒性传染病的起源问题, 所以为了找到这些导致新发病毒传染病发生的奇怪的 “ 新常态 ” 或新的因素, 我们将需要抛弃我们的学术孤岛( academicsilos ),即学术上相互隔离,不进行合作和沟通)和舒适地带,与新领域的科学家们合作 ,以便提高今后传染病预防控制工作的预见性和主动性。 目前科学界都在努力寻找 2015 年寨卡病毒在南美洲大流行的原因。 世界宇宙射线数据中心监测结果显示,墨西哥地区宇宙射线水平在2015年的1月份突然大幅增加,从784995uGy大幅增加到1324700uGy,并且全年持续在1300000uGy以上,随后巴西在2015年和2016年出现寨卡病毒和黄热病病毒流行和变异。 我们的最新的研究打破了唯病毒论的传统医学观念,首次创新性的提出巴西地区急剧减弱的地磁场、突然增强的宇宙射线是导致寨卡病毒大流行的重要原因,并科学的解释了其中的原理。日前, 由本人和世界著名宇宙学家Chandra Wickramasinghe合著的论文《Weakened magnetic field, Cosmic rays and the Zika virus outbreak》目前在综合性期刊《Current Science》上发表。该研究成果有望为寨卡病毒爆发的预测预警提供科学依据。 http://www.currentscience.ac.in/ Weakened magnetic field, cosmic rays and Zika virus outbreak (1).pdf 从 2014 年 6 月至 2015 年的地磁场强度变化来看,南大西洋磁场异常区磁场一直处于减弱的趋势,几乎覆盖了整个南美洲(图 2 和图 3 )。从 1999 年到 2016 年五月期间,北美洲高纬度地区磁场减弱了 3.5% ;而南大西洋磁场异常区稳定的向西移动,磁场强度减弱了 2% ,并且预测未来几千年的时间,地球磁极可能出现翻转。 欧洲空间局的卫星群收集到的数据显示,地球磁场目前正在不断削弱,尤其是西半球方向的磁场比科学家估计的要快 10 倍左右,这种变化可能意味着地球将出现磁极翻转,最新的测量已经证实磁北极目前正在向西伯利亚方向移动,科学家之前估计地球磁场在每个世纪将削弱 5% 左右,实际上目前地球磁场强度每 10 年就衰减 5% ,是过去估计速度的 10 倍。在 2014 年 1-6 月内,地球磁场的调查显示磁场西半球磁场正在减弱,从图 1 中可以看出,西半球大部分地区的磁场正在减弱,以蓝色标志,东半球的红色区域为磁场加强,尤其在印度洋的西南方向上,磁场加强现象比较明显,总体上看,西半球的磁场处于减弱的状态,并且地球磁场的总趋势是在变弱(图 1 )。 图 1 欧洲空间局蜂群卫星群提供的 2014 年 1-6 月地球磁场变化情况分布图 http://www.esa.int/Our_Activities/Observing_the_Earth/Swarm/Swarm_reveals_Earth_s_changing_magnetism 从 2014 年 1 月到 6 月间,欧洲航天局蜂群卫星群测量地球磁场的变化。这些变化以源自地核的磁场信号为基础。红色阴影表示磁场加强的地区,蓝色显示磁场变弱的地区。测量单位是毫微特斯拉。 、 图 2 2014 年 6 月地球表面主磁场的 “ 快照 ” http://www.esa.int/Our_Activities/Observing_the_Earth/Swarm/Swarm_reveals_Earth_s_changing_magnetism 由蜂群卫星群的数据制作而成。这些测量值主要来自地核 ( 约 95%) ,剩余测量值来自地幔、地壳、海洋、电离层和磁气圈等其他来源。红色阴影表示磁场加强的地区,蓝色显示磁场变弱的地区。测量单位是毫微特斯拉。 加利福尼亚高空气球平流层射线水平监测结果数据显示,从 2015 年 3 月到 2017 年 5 月,宇宙射线水平呈现系统性增加,大约增加了 13% 。在靠近巴西磁场异常区的墨西哥的宇宙射线监测结果显示,宇宙射线水平从 2015 年的 1 月份突然大幅增加,从 784995uGy 突然增加到 1324700uGy, 并且全年持续在 1300000uGy 以上(图 3 )。 墨西哥地区宇宙射线水平的突然增加可能与第 24 周太阳活动水平的减弱和巴西磁场异常区地磁场强度的剧烈降低有关。 图 3 2015 年寨卡病毒爆发与墨西哥宇宙射线突然增强之间的关联 注:横坐标为年份,纵坐标为宇宙射线强度(单位: uGy ) 南大西洋辐射异常区,是位于南美洲东侧南大西洋的地磁异常区域,较相邻近区域的磁场强度弱,约是同纬度正常区磁场强度的一半大小,属负磁异常区。它是地球上面积最大的磁异常区,区域涉及纬度范围 10 N~60 S 、经度范围 20 E~100 W ,区域中心大约在 45 W , 30 S 处,因它处于巴西附近,所以又称它为巴西磁异常。由于南大西洋磁异常区是负磁异常区,使得空间高能带电粒子环境分布改变,尤其是内辐射带在该区的高度明显降低,其最低高度可降到 200km 左右,造成辐射带的南大西洋异常区。 磁场被认为是一个巨大气泡,保护人类免遭连续轰击地球的宇宙射线和带电粒子的伤害。地球磁场对地球有保护作用,它可以阻挡许多来自外太空有害的宇宙射线和带电粒子,像 X 光之类的辐射线,还有带正电的质子或带负电的电子。如果没有地磁场,这些微粒就会不断穿越地球大气,使病原体发生变异或重组。 https://www.esa.int/spaceinimages/Images/2013/11/Earth_s_magnetic_field 南大西洋异常区上空的地球磁力保护变得薄弱之后,让更多的来自太空的辐射线得以穿透,到达大气层更低的地方,更接近地球表面,从而引发病毒发生变异或重组。目前太阳活动正处于太阳活动极小期和第 24 个太阳活动周期的下降期,伴随着南大西洋地磁场的急剧减弱,宇宙射线近 3 年呈现系统性增强的趋势,而且根据墨西哥宇宙射线的监测结果,宇宙射线在 2015 年 1 月突然大幅增加,并且持续全年。以寨卡病毒为例,香港大学研究人员分析了 24 株寨卡病毒毒株,他们在 GenBank 中有完整基因组或完整的多蛋白序列,包括 1947 年至 2015 年期间在非洲、亚洲和太平洋地区从人、动物和蚊子上采集的毒株,并将寨卡样本与其它致病黄病毒的基因组序列进行比较,如 Spondweni 病毒、登革热病毒和日本脑炎病毒等,并构建了系统进化树和开展了蛋白家族的分析,发现除了非结构 2B ( NS2B )编码区域外,所有编码区域的进化树拓扑结构是相同的,而且此发现得到了分子重排分析( bootscan analysis )和多序列比对的确认,结果表明 NS2B 与 Spondweni 病毒发生了遗传重组 。 2017 年国际著名学术期刊《自然》发表了清华大学医学院和深圳市疾病预防控制中心关于《进化导致寨卡病毒在埃及伊蚊上感染力增强》的最新研究论文,研究发现,在传播过程中,寨卡病毒非结构性蛋白 NS1 上的 188 位点发生自发性突变,造成了其对伊蚊的感染能力增强,导致自然界中携带病毒的伊蚊数量增加,变异可能是造成寨卡病毒突然在美洲大陆大范围流行的原因之一 。分子流行病学证据也表明,寨卡病毒很可能在 20 世纪也经历了多次重组 ,寨卡病毒是一种通过蚊虫进行传播的单链 RNA 病毒,蚊虫特别是埃及伊蚊在自然条件下能够 感染不同种的寨卡病毒,这些病毒首先在蚊虫的肠道中繁殖,然后通过血液到达其它组织,最终在唾液腺中繁殖,病毒可以在蚊虫吸取一些像植物汁液或露水时通过唾液播散到食物表面。大幅增加的宇宙射线能够灭活被蚊虫播散到外界环境中的寨卡病毒,但是实际上这些被灭活的病毒是半传染性的,蚊虫可以在进食时混合感染不同的病毒并通过基因感染再复活以及交叉感染再复活机制形成一种新的重组的病毒。宇宙射线也可以直接导致寨卡病毒发生变异。变异的寨卡病毒和减弱的地磁场共同促进了寨卡病毒在南美洲地区的大规模流行。 参考文献 .Liu Y, Liu J, Du S, et al. Evolutionary enhancement of Zika virus infectivity in Aedes aegypti mosquitoes, Nature. 2017; 545(7655):482-486. Faye O , Freire CC , Iamarino A ,et al. Molecular Evolution of Zika Virus during Its Emergence in the 20 th Century. PLoS Negl Trop Dis. 2014 ;8(1):e2636. 厄尔尼诺和宇宙射线将共同决定是否发生流感或寨卡病毒大流行 http://blog.sciencenet.cn/blog-529903-1125471.html http://www.iap.cas.cn/xwzx/zhxw/201609/t20160929_4670965.html http://www.medsci.cn/article/show_article.do?id=12fde251886
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科学大发现:寨卡病毒大流行或与巴西地区突然增强的宇宙射线有关
热度 1 qujiangwen 2018-7-6 16:35
进入 20 世纪 50 年代以来,新发传染病在全球范围不断出现,特别是 2009 年发生的甲型 H1N1 流感大流行、2014年西非的埃博拉病毒爆发以及2015年的美洲寨卡病毒大流行给人类健康、全球政治和经济带来严重影响,使得世界各国切实体验到新发传染病的控制已成为必须面对的重大公共卫生问题。目前全球已发现的新发传染病多达 40 余种 , 其中以病毒性传染病居多。新发病毒性传染病的发生往往具有传染性强、传播速度快、流行范围广、病死率高、难以预测和防范等特点,极容易发展成严重的突发公共卫生事件或者国际关注事件。然而人们对新发病毒性传染病的发生原因、传播因素及流行规律等仍然缺乏足够的认识。为了探索宇宙射线是否对新发病毒性传染病发生有影响,我们利用宇宙射线活动数据与相关新发病毒性传染病之间的关系进行研究,以期为阐明新发病毒传染病的起源和预测预警提供科学依据。 面对2015年美洲的寨卡病毒大流行,我们不仅会产生以下疑问:寨卡病毒为什么会在2015年出现?为什么会在巴西和墨西哥出现?哪些因素导致了寨卡病毒的出现?我们怎样才能够提前预测未来的新发病毒传染病?为了理解这些复杂的问题,我们将需要考虑在对新发病毒传染病感兴趣的生物医学科学家、包括经济学家和人类学家在内的社会科学家和对环境感兴趣的地球和天文科学家之间建立新的跨学科对话和合作。 由于目前的 纯医学和唯病毒研究无法彻底解决类似甲流等新发病毒性传染病的起源问题, 所以为了找到这些导致新发病毒传染病发生的奇怪的 “ 新常态 ” 或新的因素, 我们将需要抛弃我们的学术孤岛( academicsilos ),即学术上相互隔离,不进行合作和沟通)和舒适地带,与新领域的科学家们合作 ,以便提高今后传染病预防控制工作的预见性和主动性。 目前科学界都在努力寻找 2015 年寨卡病毒在南美洲大流行的原因。 世界宇宙射线数据中心监测结果显示,墨西哥地区宇宙射线水平在 2015 年的 1 月份突然大幅增加,从 784995uGy 大幅增加到 1324700uGy, 并且全年持续在 1300000uGy 以上,随后巴西在 2015 年和 2016 年出现寨卡病毒和黄热病病毒流行和变异。 我们的最新的研究打破了唯病毒论的传统医学观念,首次创新性的提出巴西地区急剧减弱的地磁场、突然增强的宇宙射线是导致寨卡病毒大流 行的重要原因,并科学的解释了其中的原理。最近,由本人和世界著名宇宙学家Chandra Wickramasinghe合著的论文《Weakened magnetic field, Cosmic rays and the Zika virus outbreak》即将在综合性期刊《Current Science》上发表,敬请关注。 从 2014 年 6 月至 2015 年的地磁场强度变化来看,南大西洋磁场异常区磁场一直处于减弱的趋势,几乎覆盖了整个南美洲(图 2 和图 3 )。从 1999 年到 2016 年五月期间,北美洲高纬度地区磁场减弱了 3.5% ;而南大西洋磁场异常区稳定的向西移动,磁场强度减弱了 2% ,并且预测未来几千年的时间,地球磁极可能出现翻转。 欧洲空间局的卫星群收集到的数据显示,地球磁场目前正在不断削弱,尤其是西半球方向的磁场比科学家估计的要快 10 倍左右,这种变化可能意味着地球将出现磁极翻转,最新的测量已经证实磁北极目前正在向西伯利亚方向移动,科学家之前估计地球磁场在每个世纪将削弱 5% 左右,实际上目前地球磁场强度每 10 年就衰减 5% ,是过去估计速度的 10 倍。在 2014 年 1-6 月内,地球磁场的调查显示磁场西半球磁场正在减弱,从图 1 中可以看出,西半球大部分地区的磁场正在减弱,以蓝色标志,东半球的红色区域为磁场加强,尤其在印度洋的西南方向上,磁场加强现象比较明显,总体上看,西半球的磁场处于减弱的状态,并且地球磁场的总趋势是在变弱(图 1 )。 图 1 欧洲空间局蜂群卫星群提供的 2014 年 1-6 月地球磁场变化情况分布图 从 2014 年 1 月到 6 月间,欧洲航天局蜂群卫星群测量地球磁场的变化。这些变化以源自地核的磁场信号为基础。红色阴影表示磁场加强的地区,蓝色显示磁场变弱的地区。测量单位是毫微特斯拉。 、 图 2 2014 年 6 月地球表面主磁场的 “ 快照 ” 由蜂群卫星群的数据制作而成。这些测量值主要来自地核 ( 约 95%) ,剩余测量值来自地幔、地壳、海洋、电离层和磁气圈等其他来源。红色阴影表示磁场加强的地区,蓝色显示磁场变弱的地区。测量单位是毫微特斯拉。 图 3 2015 年地球磁场强度变化图 注:红色阴影表示磁场加强的地区,蓝色显示磁场变弱的地区。测量单位是毫微特斯拉。 加利福尼亚高空气球平流层射线水平监测结果数据显示,从 2015 年 3 月到 2017 年 5 月,宇宙射线水平呈现系统性增加,大约增加了 13% 。在靠近巴西磁场异常区的墨西哥的宇宙射线监测结果显示,宇宙射线水平从 2015 年的 1 月份突然大幅增加,从 784995uGy 突然增加到 1324700uGy, 并且全年持续在 1300000uGy 以上(图 4 )。 墨西哥地区宇宙射线水平的突然增加可能与第 24 周太阳活动水平的减弱和巴西磁场异常区地磁场强度的剧烈降低有关。 图 4 2015 年寨卡病毒爆发与墨西哥宇宙射线突然增强之间的关联 注:横坐标为年份,纵坐标为宇宙射线强度(单位: uGy ) 南大西洋辐射异常区,是位于南美洲东侧南大西洋的地磁异常区域,较相邻近区域的磁场强度弱,约是同纬度正常区磁场强度的一半大小,属负磁异常区。它是地球上面积最大的磁异常区,区域涉及纬度范围 10 N~60 S 、经度范围 20 E~100 W ,区域中心大约在 45 W , 30 S 处,因它处于巴西附近,所以又称它为巴西磁异常。由于南大西洋磁异常区是负磁异常区,使得空间高能带电粒子环境分布改变,尤其是内辐射带在该区的高度明显降低,其最低高度可降到 200km 左右,造成辐射带的南大西洋异常区。 磁场被认为是一个巨大气泡,保护人类免遭连续轰击地球的宇宙射线和带电粒子的伤害。地球磁场对地球有保护作用,它可以阻挡许多来自外太空有害的宇宙射线和带电粒子,像 X 光之类的辐射线,还有带正电的质子或带负电的电子。如果没有地磁场,这些微粒就会不断穿越地球大气,使病原体发生变异或重组。南大西洋异常区上空的地球磁力保护变得薄弱之后,让更多的来自太空的辐射线得以穿透,到达大气层更低的地方,更接近地球表面,从而引发病毒发生变异或重组。目前太阳活动正处于太阳活动极小期和第 24 个太阳活动周期的下降期,伴随着南大西洋地磁场的急剧减弱,宇宙射线近 3 年呈现系统性增强的趋势,而且根据墨西哥宇宙射线的监测结果,宇宙射线在 2015 年 1 月突然大幅增加,并且持续全年。以寨卡病毒为例,香港大学研究人员分析了 24 株寨卡病毒毒株,他们在 GenBank 中有完整基因组或完整的多蛋白序列,包括 1947 年至 2015 年期间在非洲、亚洲和太平洋地区从人、动物和蚊子上采集的毒株,并将寨卡样本与其它致病黄病毒的基因组序列进行比较,如 Spondweni 病毒、登革热病毒和日本脑炎病毒等,并构建了系统进化树和开展了蛋白家族的分析,发现除了非结构 2B ( NS2B )编码区域外,所有编码区域的进化树拓扑结构是相同的,而且此发现得到了分子重排分析( bootscan analysis )和多序列比对的确认,结果表明 NS2B 与 Spondweni 病毒发生了遗传重组 。 2017 年国际著名学术期刊《自然》发表了清华大学医学院和深圳市疾病预防控制中心关于《进化导致寨卡病毒在埃及伊蚊上感染力增强》的最新研究论文,研究发现,在传播过程中,寨卡病毒非结构性蛋白 NS1 上的 188 位点发生自发性突变,造成了其对伊蚊的感染能力增强,导致自然界中携带病毒的伊蚊数量增加,变异可能是造成寨卡病毒突然在美洲大陆大范围流行的原因之一 。分子流行病学证据也表明,寨卡病毒很可能在 20 世纪也经历了多次重组 ,寨卡病毒是一种通过蚊虫进行传播的单链 RNA 病毒,蚊虫特别是埃及伊蚊在自然条件下能够 感染不同种的寨卡病毒,这些病毒首先在蚊虫的肠道中繁殖,然后通过血液到达其它组织,最终在唾液腺中繁殖,病毒可以在蚊虫吸取一些像植物汁液或露水时通过唾液播散到食物表面。大幅增加的宇宙射线能够灭活被蚊虫播散到外界环境中的寨卡病毒,但是实际上这些被灭活的病毒是半传染性的,蚊虫可以在进食时混合感染不同的病毒并通过基因感染再复活以及交叉感染再复活机制形成一种新的重组的病毒。宇宙射线也可以直接导致寨卡病毒发生变异。变异的寨卡病毒和减弱的地磁场共同促进了寨卡病毒在南美洲地区的大规模流行。 参考文献 .Liu Y, Liu J, Du S, et al. Evolutionary enhancement of Zika virus infectivity in Aedes aegypti mosquitoes, Nature. 2017; 545(7655):482-486. Faye O , Freire CC , Iamarino A ,et al. Molecular Evolution of Zika Virus during Its Emergence in the 20 th Century. PLoS Negl Trop Dis. 2014 ;8(1):e2636.
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巴西黄热病疫情或与地磁场减弱和急剧增强的宇宙射线有关
qujiangwen 2018-5-4 14:24
巴西黄热病毒变异 据新华社里约热内卢5月15日电 (记者赵焱 陈威华)巴西研究人员近日绘制出目前巴西流行的黄热病毒完整基因序列,由此分析出一些基因序列出现了变异。不过研究人员指出,黄热病疫苗对抵御这类变异病毒依然有效。巴西卫生部所属奥斯瓦尔多·克鲁斯基金会的研究人员说,科学界此前还没有记录过这类变异,但黄热病疫苗对抵御这类变异病毒依然有效。参与研究的巴西奥斯瓦尔多·克鲁斯基金会的米尔纳·博纳尔多说:“疫苗肯定还有保护作用,一剂疫苗可以保证到世界任何地方遇到任何种类的黄热病都有效。”从去年12月开始在巴西暴发的黄热病疫情是近几十年来最严重的一次,疫情集中在丛林和农村地区,城市中并未发现疫情。巴西卫生部最近的一次报告说,全国共确诊756例黄热病病例,259人死亡。疫情暴发以来,巴西奥斯瓦尔多·克鲁斯基金会研究人员就开始绘制病毒的基因组序列,首先使用的两份样品来自圣埃斯皮里图州今年2月死于黄热病的猴子。在全面分析后,研究人员发现一些蛋白参与病毒复制,导致病毒基因变异。研究成果刊登在该机构专业医学杂志《奥斯瓦尔多·克鲁斯研究所纪要》上。 http://www.jkb.com.cn/news/overseas/2017/0518/410265.html 中新社圣保罗5月12日电 (记者 莫成雄)当地时间5月12日,巴西卫生部发布新一期通报说,自从去年12月该国爆发黄热病疫情以来至今年5月10日,已确诊756例黄热病病例,其中259人因病死亡。 报告说,巴西卫生部共收到各级卫生部门通报的疑似黄热病病例3175例,已经排除1797例,确诊756例,还有622例待查。目前,巴西全国共有116个市镇发现有黄热病病例。东南部的米纳斯吉拉斯州是黄热病疫情重灾区,已确诊488例。其次是圣埃斯皮里图州,已确诊234例。这两个州死于黄热病的人数是全国最多的。圣保罗州、里约热内卢州和帕拉州也有死亡病例。巴西卫生部表示,目前所有的黄热病确诊病例均发生在农村地区以及部分内陆城镇,特别是森林等植被较密集的地区,大城市还未发现黄热病病例。黄热病是一种由黄热病毒引起的急性传染病,由蚊子叮咬传播,主要在非洲和拉丁美洲热带地区流行。其临床表现包括高热、头痛、黄疸、出血等,严重时可致死亡。黄热病目前尚无特效疗法,但接种疫苗可有效预防感染。(完) http://news.163.com/17/0513/13/CKAQAIG200018AOQ.html 巴西最近的黄热病疫情或与地磁场减弱和宇宙射线增强有关,具体分析见论文: IJCSMB.MS.ID.555636.pdf Weakened geomagnetic field, Cosm ic rays and the Resurgence of Yellow Fever Jiangwen Qu 1 , N.Chandra Wickramasinghe2,3* 1 Department of Infectious Disease Control, Tianjin Centers for Disease Control and Prevention, China ; 2 Buckingham Centre for Astrobiology, University of Buckingham, UK; 3 Sri Lanka Centre for Astrobiology, University of Ruhuna, Sri Lanka *Corresponding: N. Chandra Wickramasinghe, E-Mail: ncwick@gmail.com , Tel: +44 (0)2920752146 / +44 (0)7778389243 Abstract The yellow fever outbreak in Brazil pose a serious public health threat. Research on the environmental factors underlying yellow fever virus outbreak epidemiology may provide useful insights into the occurrence of yellow fever outbreak. This study suggested that the lowering of the geomagnetic field strength and a sudden increase of cosmic rays in Mexico in 2015 were associated with the emergence of the yellow fever outbreak in Brazil. Potential mechanisms by which weakened geomagnetic field and cosmic ray activity may influence yellow fever outbreak in humans are discussed. Current and future surveillance efforts should be supported to construct a comprehensive early warning system involving weakened geomagnetic field and cosmic ray activity for detecting future yellow fever outbreaks as early as possible. Whist Brazil is still recovering from the Zika virus outbreak, the south-east of this country has recently been struck by the largest outbreak of Yellow Fever (YF) in Latin Americain many decades. The outbreak, which began in 2016, has rapidly and alarmingly spread eastward, reaching the most populated regions of Brazil where vaccine coverage is inadequate, so raising public health concern about high rates of urban transmission and the spread of YF beyond Brazil’s national borders. Other viral diseases that appeared to flare up in South America roughly at the same time include the arboviruses dengue and chikungunya. Although climate change, and poor hygiene are cited as causes for this sudden resurgence of viral disease, it is possible that a more fundamental reason exists, and its discovery could have a profound effect in determining public health strategy. It is generally known that the Earth's magnetic field acts like a giant invisible bubble that shields the planet from the various mutagens such as solar particles and cosmic rays. Severe disruption of the magnetic field barrier would permit the ingress of damaging cosmic ray particles and also charged viral sized particles from outside the Earth. In the absence of other plausible causes is to such externally induced processes that we may be forced to turn in order to explain the unusual patterns of viral incidence we have witnessed in recent years. The role of cosmic rays in causing genetic changes is well known. It is also known at times of low sunspot activity the Earth’s magnetic field is less able to protect the Earth from energetic cosmic rays, including galactic cosmic rays. One particularly strong effect that has recently come to light is the decrease in the Earth’s magnetic field in the Southern Hemisphere, straddling land masses in South America and Africa. The geomagnetic map shown in Fig. 1 was obtained in 2015 at a time when many of the new pandemics of viral disease which we have discussed actually started sweeping across South America and Africa. We think this is unlikely to be a coincidence. Fig. 1 Intensity geomagnetic field map at 2015.0. Red represents areas where the magnetic field is stronger, while blues show areas where it is weaker. New data released by the European Space Agency (ESA) reveals that our geomagnetic field is weakening by around 5% a year, which is nearly ten times faster than previous estimates 1 . Furthermore, the field is weakening faster in some places than others. For example, the South Atlantic Anomaly (SAA) is a large depression of the Earth's magnetic field strength characterized by values of geomagnetic field intensity around 30% lower than expected for those latitudes and covers a large area in the South Atlantic Ocean and South America. According to the monitoring data of ESA's Swarm satellite, Earth's magnetic poles may be getting ready to flip, and the South Atlantic Anomaly where the field is particularly weak has moved steadily westward and weakened further by about 2% 2 . Previous studies have suggested that the mosquito is a sensitive animal to the magnetic field, and the weakening of the magnetic field can increase the mosquito's reproductive speed and density 3 . YF is mostly transmitted to humans by bites from infected Aedes spp, especially Aedes aegypti. The rapid weakening of Earth's magnetic field in the SAA probable speeds up the rapid increase of mosquitoes and promotes the rapid spread of the yellow fever virus. A sharp change of the magnetic field in this region (which includes South America and Brazil) allows cosmic rays, and charged particles to reach lower into the atmosphere. At present, solar activity is now at its most inactive stage in recent 100 years.The sunspot cycle (No.24) that peaked in 2014 showed the lowest sunspot number recorded since 1906 with many consecutive days of very low sunspot numbers in 2016/17 4 . Cosmic rays reach amaximum intensity when the earth's magnetic field is weakening dramatically and the sun is least active. According to the World Data Center for Cosmic Rays (WDCCR), there was a sudden increase of cosmic rays in Mexico in January 2015 and continued throughout the year 5 . The sudden increase of cosmic ray intensity in Mexico (North/South American region) is probably the cause of the ZIKV and YF outbreak. A new study revealed that solar radiation and cosmic rays are physical mutagens of natural genetic mutation/recombination, and can lead to the emergence of some emerging viruses like pandemic influenza 6 . Zika virus outbreak may have been linked to a systematic increase in the flux of cosmic rays and a general decline of sunspot activity 7 . Phylogenetic analysis of two yellow fever virus (YFV) samples collected during the current Brazilian epidemic revealed the 2016/17 epidemic virus is a new genetic lineage 8 . The weakened magnetic field and enhanced cosmic rays both contributed to the severe YFV outbreak. Thus, we make the bold suggestion that a surveillance of both magnetic field, sunspot numbers and cosmic ray activity may serve as a potential warning of future pandemics. Together with other epidemiological data such information might prove to be a useful factor for strategic disease control planning of YFV as well as other pandemic-causing viruses. References 1.Christopher F,NilsO,StavrosK,NicolasG,LarsT. Recent geomagnetic secular variation from Swarm and ground observatoriesas estimated in the CHAOS ‑ 6geomagneticfieldmodel. Earth, Planets and Space .2016;68:112 2.Pavón-Carrasco, F. Javier; De Santis, Angelo. The South Atlantic Anomaly: The Key for a Possible Geomagnetic Reversal.Frontiers in Earth Science.2016;4:40. 3.Pan,H, Liu,X. Apparent Biological Effect of Strong Magnetic Field on Mosquito Egg Hatching. Bioelectromagnetics,2004;25:84–91 4.Wickramasinghe NC, Steele E, Wainwright M, Tokoro G, Fernando M, Qu J. Sunspot Cycle Minima and Pandemics: The Casefor Vigilance? Astrobiol Outreach 2017 ; 5: 159. 5.World Data Center for Cosmic Rays (WDCCR) http://center.stelab.nagoya-u.ac.jp/WDCCR/allplot1sta.php?st=MEXICO 6.Qu J. Is sunspot activity a factor in influenza pandemics? Rev Med Virol . 2016;26 (5):309-313. 7.Qu J, Wickramasinghe C. Was the Zika virus Outbreak in 2015 Triggered by Cosmic Events?.VirolCurr Res2017;1:102. 8. Myrna C Bonaldo, MarielaMartínez Gómez, Alexandre AC dos SantosFilipe Vieira Santos de Abreu, Anielly Ferreira-de-Brito, RafaellaMoraes de Miranda, Marcia Gonçalves de Castro, Ricardo Lourenço-de-Oliveira. Genome analysis of yellow fever virus of the ongoing outbreak in Brazil reveals polymorphisms. Memórias do InstitutoOswaldo Cruz. 2017;112(6):447-451 Weakened geomagnetic field, Cosmic rays the Resurgence of Yellow Fever https://juniperpublishers.com/ijcsmb/IJCSMB.MS.ID.555636.php
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[转载]灾害频发和地磁减弱的关系初探
杨学祥 2017-1-13 09:10
灾害频发和地磁减弱的关系初探 * 杨冬红 1, 2 ,杨学祥 3 1. 吉林大学 古生物学与地层学研究中心 , 长春 130026 ; 2. 吉林大学 东北亚生物演化与环境教育部重点实验室 , 长春 130026 ; 3. 吉林大学 地球探测科学与技术学院 , 长春 130026 摘要: 近年来全球强震频发,研究发现灾难发生的原因可能是由于地磁减弱引起的。本文研究表明,地磁减弱的原因在于两极冰盖融化导致地壳和地幔转动惯量增大自转减慢,由此引发核幔差异旋转在数值和方向上的改变。在磁场减弱和磁极反向过程中,太阳辐射的增强和核幔热能的释放与灾害有一一对应关系。这一研究结论与美国学者最近发现的 “ 浅核磁场 ” 相一致。全球变暖与地磁减弱的相关性表明,气候变暖不仅仅会导致海平面上升,而且会导致频繁的地震火山活动。 关键词: 地磁场;冰期;潮汐;全球变暖;地球自转 中图分类号 : 文献标识码 : Preliminary Study on the Relation betweenfrequent Disasters and Geomagnetic Field weakening YANG Dong-hong 1, 2 ,YANG Xue-xiang 3 1. Research Centerof Palaeontology Stratigrfaphy, JilinUniversity,Changchun 130026,China; 2.Key-Lab for Evolution of Past Life and Enviroment in Northeast Asia, Ministryof Eduation China, Jilin University, Changchun 130061, China; 3.College of Geo-exploration Science and Technology, Jilin University, Changchun130026, China Abstract: Recently, globalearthquakes occur frequently, these disasters may be caused by geomagneticfield weakening. The thawing of polar ices leads to the reduction ofcrust-mantle moment of inertia and the increase of earth rotation, which causesthe change of core-mantle differential rotation on the numerical values anddirection, so the study shows that above factors may reduce the geomagneticfield. During the process of geomagnetic field weakening and polarity reversal,the increase of solar radiation and the release of core-mantle thermal energyare in one-to-one correspondence with disasters. The conclusion is consistentto “shallow core field”. The correlation between global warming and geomagneticfield weakening shows that climate warming not only causes sea level rise, butalso leads to earthquake and volcanic activity frequently. Keywords: geomagnetic field; ice age; tide; global warming; earth rotation 0 引言 近年来全球强震频发,林中斌认为发生这一系列灾难的根本原因是由于地磁引起的。二千年以来全球磁场持续减弱,而最近 150 多年地磁强度下降了 10%~15 %。南大西洋出现地磁异常区,其磁场减弱达 35 %,地球磁极弱化,处于 “ 磁极翻转 ” 的雏形阶段,这可能是地球发生许多灾变和异常现象的深层原因 。 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。美国科学家通过研究古代火山岩发现,浅核磁场( shallow core field )可能影响主磁场是否发生逆转及其方式,当主磁场削弱时,它就变得极为重要。证据表明,目前正在接近这样的过渡状态,因为地球主磁场处于相对较弱,且正在快速减弱的阶段 。 本文探讨了地磁减弱和灾害频发的关系,这对防灾减灾具有一定的科学意义。 1 地磁场的形成和地磁翻转的原因 由于地球内部有巨大的绕核环形电流,所以产生出强大的地球磁场。液态外核的存在是地球磁场的热能条件,圈层差异旋转是地球磁场的动能条件,二者缺一不可。 1.1 地球主磁场和核幔差异旋转的关系 地球内部圈层由外向内分为地壳、上地幔、下地幔、外核和内核,其中内核由固态的铁、镍组成,外核是黏滞性很低的导电液态铁。地球各圈层成分的不同,是重力分异造成的,地球表面的重物质在重力作用下向地心集中的同时,加快了内核的自转速度,形成了不同圈层旋转速度的差异,其中内核旋转最快 。内核每年相对东向旋转约 0.4°~1.8° 。内核的高温高压使电子游离出来并集中在核幔边界,内核和地幔的差异旋转使核幔边界的自由电子相对内核速度减慢,相对地幔速度加快,从而产生环形电流,生成地磁场。此时产生的磁场,磁北极在地理南极附近,磁南极在地理北极附近,称之为地磁正向期。核幔角动量交换使核幔速度差异逐渐变少,电流环绕速度也随之减慢,磁场强度逐渐变小。当核幔旋转速度相同时,环形电流将会消失,地磁场也随之消失 。 除了重力分异外,潮汐摩擦使地壳和地幔自转速度减慢,为核幔差异旋转提供新的动力。对地球不同圈层水平矢量场的对比分析表明,西向引潮力导致地球各圈层都具有明显的西向运动特征,水平运动速率量级由大到小的顺序依次为大气圈( m/s )、水圈( cm/s )、外核 - 核幔边界( 10 -2 cm/s )、软流圈 - 岩石圈( 10 -7 cm/s )、下地幔( 10 -10 cm/s )。圈层运动的速率量级与介质粘滞性系数、品质因数呈线性关系 。西向引潮力的表达式为 g w = KLg (sinφsinδψsinT + cosφcosψsinδT) (1) 其中, L 为观测点至地心的距离, ψ 为天体赤纬, φ 为地理纬度, T 为观测点时角, δ 为地理经度, g 为观测点重力, K 为常数,对不同的天体有不同的值,月球的 K 值为 8.41×10 -6 m -1 ;太阳的 K 值 3.88×10 -6 m -1 。 孙殿卿和高庆华发现,北半球的大陆和洋底构造相对南半球来说普遍存在向西偏移的现象。潮汐能有 70% 消耗在大陆较多的北半球,使北半球自转变慢的速度比南半球明显,以至于北半球相对向西运动。北半球大陆的平移质量重心比南半球的重心高,由西向引潮力公式( 1 )得出,观测点至地心的距离越大,西向引潮力也越大,这是北半球岩石圈相对南半球岩石圈向西偏移的原因 。总之,西向引潮力使地球各圈层差异旋转,向西转动速度由内到外逐渐增大。 地球的质量正在引起太阳上的微小 “ 潮汐 ” 涨落。计算结果表明,由于地球对太阳的作用,太阳的自转周期每世纪放慢了 3 毫秒。同样,潮汐摩擦使地球自转减速,月球轨道每年扩大约 4 厘米 而地球运转则减缓了 0.000017 秒 。潮汐摩擦使星球自转减慢的效应,是行星内部各圈层差异旋转和磁场产生的重要原因。 1.2 浅核磁场的成因 地球表面的质量大规模迁移会改变地壳和地幔的转动惯量,导致地壳和地幔相对液核(即外核)旋转速度的改变,使液核表面的环形电流相对地壳和地幔旋转的方向发生改变,从而能改变地磁场的极性。 地球在大冰川期有 200 m 厚的海水层变为两极冰盖,地壳和地幔转动惯量变小,旋转速度变快,这时地幔和地壳的自转角速度不断增大,于是出现了地幔自转角速度大于环形电流自转角速度的情形。以地壳为不动基准,液核表面的环形电流就是反转(即液核自转慢,地壳和地幔自转快),那么磁场极性也相应反转,形成的地磁北极在地理北极附近,磁南极在地理南极附近,称之为地磁反向期,这就是说,大冰期对应地磁反向。在地球的温暖期,两极冰盖融化导致海水流向赤道,地壳和地幔转动惯量增大,自转变慢,液核的转速又会相对地幔自转加速,环形电流也逐渐加快,重新恢复到地磁正向期。地幔与地核间的相对转动速度的变化,引发地球磁场磁极发生反转。 1.3 太阳对地磁的影响 太阳给予地球的不仅仅是热能,太阳的斥力作用 —— 光压、太阳风和太阳电磁辐射使液核磁流体产生背光的内磁尾,使地壳产生背光偏移和内核产生向光偏移。已观测到内核有( 1-1/471 )天的周期振动。太阳斥力直接影响内核与外核之间和外核与地幔之间的角动量交换和电磁耦合,将动能变为热能,积累在核幔边界。因此太阳辐射量大小对来自核幔边界的热幔柱活动有直接影响 。图 1 给出了太阳风强度、核幔角动量交换和全球气候变化的关系。核幔角动量交换降低了核幔的速度差,导致地磁强度减弱,甚至反向。 图 1 太阳辐射变化、核幔角动量交换和气候变化的关系 Fig.1 Relation among solar radiation, core-mantleangular momentum and climate change 表 1 天文周期与地质旋回 Table 1 Astronomical periods and geological cycles 时间 太阳系 太阳 全球 生物灭 热 幔 柱 喷 发 /Ma 位置 辐射量 气候 绝事件 形成物 体积 /10 6 km 3 140 远银心点 最大 温暖期 ↓↓↓ 120 ↓ 靠   ↓ 变   ↓ 变 不明显 ( 水下喷发 ) 翁通爪哇海台 36 110 ↓ 近   ↓↓    大规模生物灭绝 凯尔盖朗海台 ↓ 65 ↓ 银   ↓↓    恐龙灭绝 , 所有物种近 德干暗色岩 ↓ 变 河          一半灭绝 55 ↓ 中   ↓↓ 许多深海有孔虫类和 北大西洋火山 ↓ 小 心 陆生哺乳动物灭绝 边缘 15 ↓ ↓ 小   ↓ 冷 大规模物种灭绝 哥伦比亚河溢 1.3 流玄武岩 -8 近银心点 最小 大冰期 据 Steiner ( 1967 )的计算 ,万有引力常数 G 值有空间上的变化,在远银心点比在近银心点增加 5% ,日月引潮力增加 20% ,这是远银心点处白垩纪全球温暖期产生的一个重要原因。 由于内核相对地壳地幔的差异旋转,太阳辐射达到最大值时使核幔角动量交换达到高峰,部分旋转动能转变为热能积累在核幔边界(赤道处的核幔速度差最大,积累的热能最多)。超级热幔柱在海底赤道区喷发,加热了底层海水,并引发赤道和两极之间的海洋整体热循环,降低了赤道和两极大气的温差,使两极的海温和气温逐渐上升到冰点以上,形成全球无冰温暖气候,形成晚白垩纪赤道海洋表层低温(当时温度为 21℃ ,比现在温度低 6.5℃ ),称这个过程为海洋锅炉效应。有证据表明,随着热幔柱喷发强度的减弱,近一亿年间海洋底层水冷却了摄氏 15℃ ,大气冷却了 10~15℃ 。在古新世末不到 6000 年的时间内大洋底层水增温 4℃ 以上。海底火山活动引发的深海热对流在全球气候变化中的作用不容忽视。表 1 给出了这种地质旋回与天文周期的相关关系,热幔柱强烈喷发导致大量生物灭绝 。 2 地磁减弱和灾害频发的关系 地磁场对大气层有保护作用。在地磁极性转换时期,地磁强度变弱甚至完全消失,太阳风中的高能粒子直射地表,破坏大气层和臭氧层,造成大量气体逃离大气层 。 2.1 地磁减弱与太阳风的关系 地磁减弱导致臭氧浓度减少。从春分到秋分,是北极的极昼。春分( 3 月 20-22 日)到夏至( 6 月 21-22 日),北极的极昼使太阳对北极的辐射逐渐增强,太阳风和光压压缩地球磁层和大气层,容易产生北极的臭氧洞,在背光一面的南极形成地磁层的磁尾和大气的气尾,大气由北半球向南半球流动;同样,从秋分到春分,是南极的极昼。秋分( 9 月 22-24 日)到冬至( 12 月 21-23 日),南极的极昼使太阳对南极的辐射逐渐增强,容易产生南极的臭氧洞,大气由南半球向北半球流动。这样就形成了大气的全球对流系统和极地大气涡旋。由于地球近日点在 1 月 3 日 或 4 日,远日点在 7 月 2 日 或 3 日,这使大气北流的强度大于南流的强度,南北半球之间的大气交换在大气高层非常强烈。潮汐南北震荡增强了大气的全球对流循环,这是南极比北极更容易出现臭氧洞的原因,也是臭氧洞季节性变化的原因。因此,臭氧浓度减少在南北两极周期性地轮流出现 。地磁减弱导致更多的太阳高能粒子进入大气层,减少臭氧浓度。 地磁减弱导致大气损耗。当轨道偏心率较大的行星向太阳靠近时,太阳风和太阳辐射将一部分大气物质吹走,形成背光的 “ 气尾 ” ;当行星向远离太阳的方向运动时, “ 气尾 ” 收缩。行星每靠近太阳一次,就失掉相当多的大气质量。近日行星中,水星与火星的轨道偏心率最大,分别为 0.206 和 0.093 ,地球的偏心率为 0.017 ,金星的偏心率为 0.007 。近日行星的大气密度与其轨道偏心率成反比,因此,近日行星中轨道偏心率大的行星大气散失比较多,大气非常稀薄。大气层可以保持地表的气温,大气的流失降低地表气温,这是 10 万年冰期周期与地球轨道偏心率 10 万年变化周期对应的原因,地球轨道偏心率变化范围为 0.017~0.067 ,在偏心率最大时对应冰期的出现。地磁场阻止太阳风进入大气层,对地球大气有保护作用,地磁场减弱可导致太阳风侵袭地表并加快大气逃逸。 美国国家航空航天局在火星南极附近地区发现大面积地下 “ 干冰湖 ” 。干冰湖封存的大量固体 CO 2 在 60 万年前曾是火星的大气层。 60 万年前,火星大气层的密度是现在的 30 倍。如今火星的大气层密度只有地球的百分之一 。火星轨道偏心率变大和磁场减弱是其大气丢失的原因,大气的丢失导致生命无法存在。 电离层吸收太阳能量的 7% ,臭氧层吸收太阳能量的 2% 。地球磁场的一个重要功能就是抵御太阳的高能粒子流即太阳风侵袭,如果地磁减弱,太阳的粒子流会更多地进入地球大气层,消耗两极的臭氧,并导致大气向空间流失。同时,地磁层的减弱和臭氧层的破坏使更多太阳辐射热量进入地球,增强气候的暖化,而热量首先要集中进入两极地区,北极和南极大陆边缘的海冰因此会大量融化,大洋中的海水增加,当洋壳由于海水增加、压力加大而下降,会压迫洋壳下软流物质向大陆运动,使大陆边缘上升;反之,当洋壳由于海水减少而上升时,大陆下软流物质向洋壳运动,使陆缘下降,整个地球板块类似跷跷板运动,从而促使地震发生,并使地震带集中在海陆交界的地区 。 2.2 气候变化、构造运动对地磁变化的影响 古地磁记录表明,在前寒武纪末至中寒武世的寒冷期,地磁场以负极性(地磁反向)为主,在中寒武世至中泥盆世温暖期,地磁场以正极性(地磁正向)为主,在中泥盆世至二叠纪末寒冷期,地磁场以负极性为主;在二叠纪末至白垩纪末温暖期,地磁场以正极性为主;在白垩纪末至今,地磁场以负极性为主 。 20 世纪初,米兰柯维奇提出第四纪冰期成因的天文假说,冰期的周期与 2 万年的地球近日点进动周期、四万年的黄赤交角变化周期、 10 万年的地球公转轨道偏心率变化周期相关,古气候资料证实了气候变化和轨道变化的关系 ,地磁场强度亦有明显的 2 、 4 、 10 万年变化周期 。这表明,天文条件、冷暖变化、构造活动与地磁变化相关(见表 2 )。 表 2 天文周期、地质旋回和地磁极性倒转 Table2 Astronomical periods , geological cyclesand geomagnetic polarity reverse 地质界线 新生代 / 现在 中生代 / 新生代 侏罗纪 / 白垩纪 古生代 / 中生代 石炭纪 / 二叠纪 下古生代 / 上古生代 年代 /10 2 Ma 0 0.65 1.36 2.25 2.80 3.45 G 值变化 最小 中等 最大 中等 最小 中等 太阳辐射 最小 中等 最大 中等 最小 中等 热幔柱 喷发最弱 喷发中等 喷发最强 喷发中等 喷发最弱 喷发中等 海陆变动 大陆为主最大海退 由主要是海变为大陆 最大海侵 由主要是大陆变到海 大陆为主最大海退 由主要是还变到大陆 气候变化 第四纪大冰期 温暖期 石炭二叠纪大冰期 陆海分布类型 大陆集中在北极 大陆分散在赤道 大陆集中在南极 造山作用 生物灭绝 第三纪大褶皱 白垩纪恐龙灭绝 石炭二叠纪大褶皱 地磁极性 反向 正向 反向 第四纪冰期的 5 个亚冰期与地磁反向期有很好的对应关系。伏尔姆亚冰期( 2-12 万年)中的两次峰值与布容正向期中的 Lashamp ( 2 万年前后)和 Xzone ( 10.8-11.4 万年内)两次反向事件相对应。里士亚冰期( 25-38 万年)与 Vzone 反向事件( 33-35 万年)相对应。滚兹 - 明德尔间冰期( 80-93 万年)与松山反向期的 Jaramillo 正向事件( 87-93 万年)对应。亚冰期与地磁反向事件或地磁反向一一对应 。 由于冰盖规模的不同,冰盖消长产生地壳和地幔转动惯量减少的规模也不同。大冰期和温暖期的转变一定会发生地磁极性反转,冰期和间冰期只能影响地磁变化,是否翻转不确定。如果全球变暖速度加快,两极冰盖完全融化,完全结束第四纪大冰期,进入温暖期,地磁翻转就成为必然;如果全球变暖规模小于 75 万年前,就不会形成地磁翻转。 15-17 世纪小冰期过后,近几百年来的全球变暖是地磁减弱的主要原因。 根据目前的一些资料来看,第四纪冰期处于地磁反向,现在仍处于这一状态,改变这一状态的因素就是全球变暖。近百年的全球变暖导致的冰盖融化使地壳和地幔的转动惯量加大,自转变慢,液核的转动在相对加快,此时环形电流与地幔的速度差减少,磁场强度变小,当最终一致并 “ 超越 ” 地幔转速的时候,地磁就会反转。 地磁变化还与外核旋转热涡流密切相关,根据人造卫星过去 20 年录得的磁场变化数据,发现在地下深层产生地球引力的熔流,在接近南北极位置出现巨大旋涡,并以加强磁场逆转的方向转动,因而削弱现有磁场,可能会导致两极易位。磁场衰减是翻转过程中的一种现象,目前有些地区地磁场的强度确实有下降的趋势 。全球变暖可能是地磁减弱的主要原因。 3 冰期和间冰期导致地磁反向的数值模拟 设均匀密度分布的三轴椭球体的三个半轴分别为 a , b , c ,转动惯量为 I ,自转周期(即日长)为 T ,则有 dI/I = dT/T = -dc/c = + (2) 该公式适用于三轴椭球和三轴椭球体壳。 在冰期,赤道和低纬度 200 m 厚的海水层变为两极的冰盖,假定一个地球体积大的水球来模拟计算。此时, a = b = 6378.106 km , da = db = -200 m , c= 6356.755 km 。水球的转动惯量 I 1 = 1.87×10 44 g·cm 2 ,带入( 2 )式,得到冰盖形成后水球转动惯量的减少量为 dI 1 = -5.6×10 39 g·cm 2 。根据( 2 )式,算得两极冰盖的最大厚度为 400m ,实际上,两极冰盖的厚度为 2000 m ,集中在两极的程度比理论值高,所以,得到的数值为最小值。 地球的转动惯量为 I 2 = 8.2×10 44 g·cm 2 ,地核的转动惯量为 I 3 = 0.94×10 44 g·m 2 ,地壳和地幔的转动惯量为 I 4 = 7.26×10 44 g·cm 2 。带入( 2 )式得, 400 m 冰盖在两极形成后,地壳和地幔的日长减少 1.4s 。地壳和地幔将比地核快速旋转。 假定南北纬 60° 之间的海水层 132 m 变为南北纬 60° 以上的冰盖,可算得冰盖厚度为 644 m ,转动惯量减少 1.1×10 40 g·cm 2 ,地壳和地幔的日长减少 2.8 s 。实际上,两极冰盖厚度为 2 km ,冰期时北半球的冰盖可延伸到北纬 40° 。这个计算值可作为最大值。 潮汐摩擦使地球自转减速,月球轨道每年扩大约 4 cm 而地球运转则减缓了 0.000017 s 。冰期和间冰期的周期为 10 万年, 10 万年潮汐摩擦可使地球日长增加 1.7s ,地壳和地幔与地核日长增加量是不同的,地核的半径大致是地球的二分之一,由( 1 )式,地核表面西向引潮力比地表减少二分之一,核幔日长差为 0.85 s 。与冰盖形成后地壳和地幔的日长减少 1.4~ 2.8 s 相比,地壳和地幔日长相对外核减少 0.55-1.95 s ,地壳和地幔比外核旋转变快,从而造成地磁极性反向。相反,在间冰期两极冰盖融化,赤道增加 200 m 厚的海水层,转动惯量变大,日长增加 1.4 s ,再叠加潮汐摩擦使日长增加的影响,地壳和地幔比外核旋转变慢,使地磁极性回归正向。 目前处于地磁反向时期,大冰期造成的地壳和地幔比外核旋转变快的阶段持续,海平面在冰后期只上升了 130 m ,地磁没有发生倒转。这是目前外核西向漂移速度比地幔快的原因。当南极冰盖融化后,海平面继续上升 70 m (前后共 200 m ),地壳和地幔比外核旋转速度变慢的时期才可能发生地磁倒转现象。这表明,并不是所有冰期和间冰期的转换都会导致地磁倒转,海平面升降小于 200 m 的冰期和间冰期的转换,不能引发地磁倒转,计算结果符合第四纪冰期的实况。 根据这一模型,全球变暖使两极冰盖继续融化,减慢地壳和地慢的旋转速度,减少核幔的速度差,导致目前的地磁减弱。 15-17 世纪小冰期后,近百年来的全球变暖和地磁减弱一一对应。 大陆地壳的重心高于海洋地壳,所以,大陆在赤道和两极之间的漂移也能导致地壳的转动惯量变化,产生圈层的差异旋转。计算表明,大陆从两极漂移到赤道,转动惯量增加 4.3×10 39 g·cm 2 ,可使厚度为 100 km 的岩石圈自转速度变慢,日长增加 7.86 s 。这是亚洲大陆向南离极运动时相对南半球岩石圈向西偏移的原因。 大陆集中在两极,是冰川的策源地,有利于冰期的形成;大陆分散在赤道,变成火炉,有利于温暖期的形成。这是冰期与地球自转变快对应的另一个原因。 4 结论 (1) 潮汐摩擦导致的地壳自转减慢和重力分异导致的内核自转加快,使绕核环形电流的旋转速度快于地幔,形成地球的主磁场。圈层角动量交换降低差异转速,减弱磁场强度。大陆和冰盖集中在两极,使地壳和地幔转动惯量变小,自转加快,超过外核表面环形电流速度时,产生磁极倒转 。 (2) 太阳风使地球产生 “ 气尾 ” ,极涡和大气的流失。地磁场减弱可导致太阳风侵袭地表、两极形成臭氧洞和大气逃逸。 全球变暖时期对应地磁正向期或地磁反向减弱期,全球变冷对应地磁反向期或地磁正向减弱期。目前处于地磁反向期,全球变暖与地磁场减弱对应,这表明,核幔边界正在积聚和释放能量,灾害频发的趋势值得关注。全球变暖导致目前的地磁减弱甚至反向。 参考文献: 高传 . 磁极弱化或是地震主因 . 2011-03-15.http://tech.enorth.com.cn/system/2011/03/15/006138422.shtml GAO Chuan. 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采集到的地磁数据如何处理
jdd 2014-3-25 10:22
1、对沿该剖面所采集的地磁数据进行了日变改正和IGRF(InternationalGeomagneticReferenceField,国际地磁参考场)正常场改正 2、求得了各个测点的地磁场总强度异常值,并绘出沿该剖面的磁异常ΔT 分布曲线 3、再经过化极处理则可以得到地磁异常场的垂直分量ΔZ(图2,两条曲线均为3 点圆滑后成图). 4、为了削弱局部背景异常的干扰,以呈现出深部磁性异常体,对原始地磁异常数据做了向上延拓处理. 参考文献: 秦岭造山带和邻域磁异常特征及结晶基底变异分析 胡国泽1,2,滕吉文1,2? ,阮小敏2,王谦身2,闫亚芬2,王平3,熊盛青3
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