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[转载]地球磁极将发生反转？: 热度 2 杨学祥 2014-3-10 06:59; 地球磁极将发生反转？ 2014年03月05日 07:19:07 来源：北京日报　　前不久，有国外媒体报道，专家认为地球两极目前正处在反转的阶段，但尚不能确定何时发生。一旦反转，地球生命将暴露在具有穿孔突破臭氧层能力的太阳风中，甚至将给人类带来毁灭性影响。　　地球磁极反转每隔50万年一次？　　早在16世纪末期，英国物理学家威廉·吉尔伯特做实验时把一块吸铁石磨制成圆球形，用小磁针测试这个圆球面上的磁力分布。结果他发现，小磁针倾斜的情况与当时地面上实测的磁倾角很相似。为此他断言，地球本身就是一个巨大的球形磁体，并且地球的磁性是从地球内部发出。　　在前些年，“地球磁场反转说”曾是“地球毁灭说”传闻之一。而所谓的“地磁反转”就是地球内部的某种机制使得南极变北极、北极变南极。　　科学家早就知道地球磁极会漂移、倒转。1831年英国学者到达北极时才发现北极和磁北极相隔一段距离，并定下磁北极点的位置。但到了1904年，挪威学者重测磁北极点时，发现它比原来位置移动了50千米。现在人们已知道20世纪的100年里，磁北极点一直在加速漂移，每年平均约移动10千米，两极磁场也在减弱，故长此下去，地磁是会发生倒转的。 “地球磁极早晚会倒转，通过以前的观测可以知道，地球的磁极会有一个南北极互换的现象，但这是一个周期非常长的过程，绝对不可能在很短时间内完成，因此在我们的有生之年不可能遇到这种事情。”北京天文馆馆长朱进曾表示。　　而英国利兹大学的地磁学专家安迪·杰克逊博士曾表示，地球磁极倒转一般每隔50万年出现一次，但自上次发生后，已有75万年没有出现过了。　　未来千百年是否反转没有实际证据　　近年来，许多地质学家也认为，在过去的7600万年中地磁至少反转过171次，因为许多国家已经从地质勘测中查到了地磁反转的证据。中科院国家天文台研究员李竞也指出，在恐龙存在的1.6亿年间，至少曾历经3次北极变成南极，南极变成北极，但并未引发生物灭绝等毁灭性事件，至少没有导致恐龙的灭绝。　　地球是一个分层的实心球体，分地壳、地幔、外核和内核等，人类居住在地球表面。“现有的钻探技术，到地底下一万米都不到。人类对地心的科学认识和能力受到很大限制，对地球内部不知道的东西依然有很多。”国家空间天气监测预警中心研究员、空间天气预报台台长薛炳森表示，到目前为止，科学家并没有完全了解地球磁场是怎样产生的、它发生变化的原因以及发生这些变化的时间表等。“在地球深处，一个活动剧烈的熔岩核产生一个具有让地球抵御毁灭性太阳风能力的磁场”，这种地球磁场的理论是目前人们比较容易接受的假说。　　国外有科学家称，地球磁场在过去200年中减弱了15%，这可能是地球两极将要反转的迹象。　　薛炳森指出，精确观测地球磁场变化，最近四五十年才有相关仪器设备。目前有些地区地磁场强度确实在下降，但是否意味着磁场强度会持续降低、将会在未来千百年尺度内发生反转，科学界还存在很大的争议，没有定论，需要继续观测和深入研究。目前没有实际数据证明地球磁场正在崩塌或反转。　　对人类影响尚需深入研究探讨　　那么，如果在人类的存续时间里，真的发生了地球磁极的反转，到底会给人类带来哪些影响？真的会带来人类毁灭吗？　　“地球磁层是地球周围一个很大的区域，由地球磁场产生，它的存在意味着太阳风的带电粒子无法穿越磁力线，在地球附近偏离飞行轨道。从这个意义上讲，地球磁场对地球确实起到了一定的保护作用。”薛炳森说。　　吉林大学地球探测科学与技术学院教授杨学祥说，“地球磁场是地球的重要物理场和环境因素之一。地球磁场保护着地球上的生物免受宇宙辐射的伤害，起到‘盾’的作用，其中就包括把绝大部分太阳风粒子阻挡在地球之外，对人类的生存和发展起着至关重要的作用。” 　　由于空间距大气十分遥远，物质特别稀薄，分子之间相互碰撞很少，加之直接受太阳光照射，电离度很大，因此，在空间里飘浮的物质，大多是带电的粒子。带电粒子和地球磁场会相互作用。一旦太阳活动发生变化，带电粒子也会随之扰动，并引发地磁场改变，而被改变的地磁场又对带电粒子产生影响。　　“不过，太阳风等空间天气中非常强的带电粒子，主要对太空的卫星和宇航员会造成不利影响，对地球上的人类影响极其有限。”薛炳森称，即便地球磁场真的发生崩塌或反转，因为太阳风带电粒子流产生的磁场往往较弱，大气层也比较厚，太阳风的带电粒子产生的弱磁场对人类影响有限，比如在南极和北极，地磁场对地球的保护几乎为零，太阳风直接冲击地球大气层，也只会产生极光景象。我国监测的数据显示，南极北极的辐射大小是正常的，对人类活动几乎没有影响。　　即便反转过程也会相当缓慢　　科学家关于地球磁极的变化与气候变化之间的关系的研究越来越多。日本研究人员研究发现，极地冰盖增减导致地球自转速度出现变化，而这可能造成地球磁场强度发生变动。由于全球气候在变暖，冰盖正在不断减少，虽然规模还相当小，但是地球的自转速度和磁场强度有可能相应出现变化。　　有专家分析称，地磁极反转首先能引发强烈的构造运动。热能积累在外核导致地核膨胀，胀裂地幔，核幔边界的地幔热流——热幔柱顺势上升，形成地表巨大火山区。这是中生代温暖期火山频发与异常的静磁带(地磁极性长期不变带)对应的原因。其次，地磁极性反转会产生一个地磁强度为零的时期。地球生物曾经发生过大灭绝现象，比如某些有孔虫在几百万年前之突然全部灭种、中生代恐龙之突然灭绝等，但同时一些其他种类的动物突然出现，比如哺乳动物，这些突变都与地磁反转在时间上有吻合之处。是否是由于失去地磁保护，太阳风高能粒子横扫地球表面导致生物灭绝，这值得进一步做深入研究，特别是零磁场与生物演进的关系。但确切关系是怎样的还不清楚，目前来说在数据上的证据并不充分。　　许多人都很关心，地球磁场崩塌或反转对人类气候或电力将产生什么样的影响？对此，薛炳森认为，虽然根据一些科学家推论，地球磁场磁性反转会对人类带来一些问题，比如电力系统，但不会成为一个毁灭性事件。在人类历史上，没有证据显示它们和任何大规模灭绝等灾难性事件有关。对人类影响可能是先变弱，后变强，科学家需进行大量实际研究，才能了解地球两极反转对气候等问题的影响。即便反转，这个过程也会相当缓慢，并不是一个突变的过程。　　小贴士　　地球磁场与导航　　我国古代四大发明之一的指南针，是一根具有磁性的指针，它的一端大致指示南方，成为罗盘的主要构建。罗盘曾经被作为判别山川形势、测定方位的重要用具。现代的航海罗盘与航空罗盘也是从古代罗盘发展起来的。　　早在人类发现地球磁场的导航作用之前，地球磁场就已经给地球上的动物迁徙和鸟类飞行给出了信号。信鸽就是通过地球磁场帮助人们传递信件的。分享到： 7 【关闭】【打印】【纠错】 http://news.xinhuanet.com/tech/2014-03/05/c_126221127.htm; 个人分类: 防灾信息|2122 次阅读|2 个评论

雾霾与电磁异常：治理雾霾的方法探讨: 热度 3 杨学祥 2014-3-1 14:51; 雾霾与电磁异常：治理雾霾的方法探讨杨学祥，杨冬红曾小苹等人对 1991-1999 年我国近 90 个地磁观测站资料的分析表明，地磁异常区地区与未来重大灾害地区，特别是未来特大暴雨及洪涝灾害地区和特大干旱地区相对应。这一对应关系在全球范围也有突出的表现。一、雾霾与电磁异常的对应性人们普遍忽视地电和地磁的存在，认为它们太微弱，几乎难以发挥作用。事实并非如此。一个偶然的机会，我发现一片树林明显地向北方倾斜，原来北部有平行的高压电线，电磁能对树林而言竟比太阳光更具有吸引力。我们的研究表明，地磁异常和地电异常是相辅相成的。地磁场的异常变化使地表地电场也发生变化，形成地电正异常区和负异常区。地表水从地电正异常区蒸发到高空，带的是正电；从地电负异常区蒸发到高空，带的是负电。由于同种电荷相吸，异种电荷相斥，带有异种电荷的云团最容易相互吸引而形成雷雨。相反，带有同种电荷的云团相互排斥，形成该地区的干旱。冰岛、非洲中西部和南大西洋是三个负电异常区，它们之间的地区是明显的干旱区，其中就有最干旱的撒哈拉沙漠；其两侧的北美洲和亚洲是正电异常区，在正、负异常的交界带，是高降水量区。当磁异常区发生变动时，电场的强度和极性也发生相应变化，由此引起的降水量改变导致全球旱涝灾害在不同地区发生。 http://guancha.gmw.cn/2004-4/6/1203001.htm http://tech.ifeng.com/discovery/special/earth-magnetic-field/detail_2014_02/12/33733486_0.shtml http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-767400.html http://www.envir.gov.cn/forum/20042838.htm 造成雾霾的棕色云团生成于不同的电极性地区而带有不同极性的电荷，在电场力的作用下向异性电极地区漂移集中，因此地电异常区的电极中心就是雾霾的高发区。图 1 雾霾集中发生在地表电磁异常中心在 1947-1976 年拉马德雷冷位相时期，西方工业化国家雾霾事件频繁发生： 1948 年 10 月 26~31 日 , 在美国宾夕法尼亚州多诺拉镇发生因烟污染而导致 43 ％的人受二氧化硫的刺激性气味而病倒 , 17 人死亡事件 ; 1952 年 12 月 5~8 日 , 伦敦烟雾事件 , 造成 4000 人死亡 ,8000 多人得病 ; 1946 、 1948 年在美国洛杉矶两次发生光化学烟雾事件 , 1955 年 8-9 月 , 又在洛杉矶发生光化学烟雾事件 , 造成 400 老人死亡 , 在该地的 250 万辆汽车 , 日排 1000 多吨碳氢化合物石油烃废气、一氧化碳和氧化氮 , 铅烟进入大气与空气中其他化学成份反应产生浅蓝色烟雾 , 由于地势使之长期滞留造成污染。 1970 年 7 月 8 日 , 在日本东京也发生光化学烟雾和二氧化硫废气使万人受害事件。（《当代世界五十年， 1945-1995 》第 109-110 页，四川人民出版社， 1997 年版） 2013 年中国雾霾事件频发也是在 2000-2030 年拉马德雷冷位相时期，显示了雾霾发生的拉马德雷周期性。英国、美国和中国都是地表电磁异常的中心地区，与图 1 有很好的对应关系。二、电磁异常发生的原因引发地表地磁地电异常的原因是地球自转速度变化，由多种因素变化形成，其中包括两极冰盖融化和月亮赤纬角变化。日本研究人员最新研究发现，极地冰盖增减导致地球自转速度出现变化，而这可能造成地球磁场强度发生变动。日本海洋研究开发机构的研究小组发现，冰盖大小出现变化后，地球自转速度就会受到影响。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 ％。研究人员认为，由于全球气候在变暖，冰盖正在不断减少，虽然规模还相当小，但是地球的自转速度和磁场强度有可能相应出现变化。图 2 地球磁场强度发生变动是由于极地冰盖增减导致地球自转速度出现变化造成的 http://tech.ifeng.com/discovery/special/earth-magnetic-field/detail_2013_10/08/30108907_0.shtml 早在 2011 年我们就撰文指出，全球变暖导致的两极冰盖融化将导致地球自转速度变慢，减弱现有的地球磁场，引发全球气候的异常变化和灾害频发。月亮赤纬角最大值在 18.6-28.6 度之间变动，变换周期为 18.6 年。 2005-2007 年月亮赤纬角最大值为 28.6 度， 2014-2016 年月亮赤纬角最大值为 18.6 度，变化量超过三分之一。赤纬角最大值变大，地球扁率变小，自转变快；赤纬角最大值变小，地球扁率变大，自转变慢。后者与冰盖融化导致的地球自转变慢相叠加，将形成突发的地球电磁异常。三、雾霾治理的电磁方法尼古拉 . 泰尔萨是一位从前由南斯拉夫移民来的美国科学家，使他载入史册的科学成就，是他发明的交流电。而很少有人知道，在二十世纪初，他就预言了未来人类将制造出电磁射频武器。 1899 年，泰尔萨制造了一个庞大的线圈，并用它发出了 1000 万伏的人工闪电。在此基础上，他从理论上提出了制造死亡武器的可能性。 1976 年的 7 月 4 日，前苏联开始不断向外发射强大的电磁波，当时接受到这种电磁波的的西方无线电报务员们称之为“俄罗斯啄木鸟”。俄国人的电磁信号主要频率范围集中在非常危险的 10 赫兹频段，通常这一频段被称为“极低频”。自那时起，这种电磁波就连续不断地出现，其频率时常在 3.26 赫兹 17.54 兆赫之间上下变换，它每秒数次进行脉冲调制，因此听起来象嗡嗡声或者啄木鸟发出的声音。经过追踪，人们发现这种电波来自设在苏联乌克兰境内基辅不停地在空中形成巨大的阻断层，使高空的气流改变路径，并且将正常天气变化气流前锋阻断。据说，俄罗斯的极低频发射器，能够制造连续数月甚至数年的干旱天气，也同样能够造成毁灭性的洪水灾害。其实，俄罗斯和美国的科学家几十年来一直都在进行着关于“无向量电磁能技术”的研究和开发。冷战结束以后，这已经不是什么秘密了。就是这项用来改变天气形势的技术，造成了 1993 年夏天美国中西部的大面积洪灾。在“俄罗斯啄木鸟”开始发送整整一年之后的 1977 年 7 月 4 日，美国也开始进行自己的极低频天气试验，并且因此在北威斯康星州的六个郡造成了一场滂沱大雨。这场极低频引发的暴雨带来了速度高达每小时 157 英里的强风，所造成的损失达 5 千万美元之巨，还摧毁了 35 万英亩的森林。由此可见，电磁能与旱涝密切相关。基于同样的原理，人工电磁干扰可以阻碍雾霾中带电颗粒的集聚，达到驱散雾霾的效果，类似于静电除尘。这比制造洪水和干旱等灾害要容易得多，需要的能量也少得多。参考文献 1. 杨学祥 , 陈殿友 , 寇艳春 . 地应力地磁场与地震 . 东北地震研究 . 1995, 11(2):23-30. 2. 杨冬红 , 杨学祥 . 灾害频发和地磁减弱的关系 . 世界地质 , 2011, 30 (3): 474~480 3. 杨冬红 , 杨学祥 . 地球自转速度变化规律的研究和计算模型 . 地球物理学进展 , 2013 ， 28 （ 1 ）： 58-70 。 4. 曾小苹，林云芳，李曾中，续春荣。地球磁场异常分布与气象灾害。见：《特大自然灾害预测的新途径和新方法》编委会编，特大自然灾害预测的新途径和新方法。北京：科学出版社， 2002 。 162-171 5. 杨学祥, 陈殿友. 地球差异旋转动力学, 长春：吉林大学出版社, 1998. 200-207 6. 杨学祥。地磁异常与旱涝灾害。光明观察。 http://guancha.gmw.cn/2004-4/6/1203001.htm http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-767400.html; 个人分类: 科技点评|6442 次阅读|5 个评论

[转载]地球磁极面临大反转? 专家:磁场正在迅速减弱: 热度 1 杨学祥 2014-2-14 09:08; 地球磁极面临大反转? 专家:磁场正在迅速减弱 · http://www.gxtv.cn 　　2014-02-12 11:41:53　　广西电视网　　我要发表评论(0) 杨学祥:是的，我们一方面要观察、研究太阳风暴本身，一方面还要考虑地球磁场和大气的防护能力，两者综合起来才能把影响考虑周全。与此同时，由于角动量交换，地核旋转变慢，地幔旋转变快，圈层差异旋转方向发生反向变化，导致地球磁极倒转。地球磁极面临大反转？强烈的太阳风暴每隔大约11年就要来一次，不过从百年来的发生情况来看，似乎对我们影响不大，为什么呢？因为地球有个大盾牌，那就是地球磁场，它消解了绝大部分来自太阳的高能粒子和带电粒子。然而近期的科学研究表明，地球磁场正在迅速减弱，这是否意味着又一次地球磁极翻转的开始？ 2012年左右新一轮太阳风暴又要来了，有人预测会来得很猛烈，这个盾牌会在多大程度上保护我们的地球？地球之“盾”――磁层正迅速变弱辽宁日报:近来关于太阳风暴的报道引起了人们的关注，比如8月上旬暴发的一次太阳风暴已经到达地球，只是这次强度较小，有科学家预测未来几年将很强烈，也许会给地球带来灾难性影响，而我们今天讨论的就是地球面对太阳风暴的一个重要的自我保护措施――地球磁场，那么您觉得地球磁场是否能肩负起抗击未来几年强烈太阳风暴的重任？杨学祥:最强烈的太阳风暴源于太阳黑子活动的峰年期。黑子的实质是剧烈活动的呈紧密缠绕状态的太阳环向磁场，它像拉紧的皮筋，易被扯断，扯断之后太阳大气中的能量会释放出来，形成耀斑，向太阳系空间发射出大量高速高能粒子和带电粒子的混合体等，形成强烈的太阳风，我们习惯称它为“太阳风暴”。这些被抛射出的粒子会到达地球，撞击地球磁场和大气层，但绝大部分太阳高能粒子被阻挡在地球磁层之外，仅有少量沿着地球磁力线进入地球。地球磁场的磁力线从南极流向北极，在两极地区形如漏斗，尖端对着地球的南北两个磁极，因此粒子流会沿着地磁场这个“漏斗”沉降，一般进入地球的两极地区，两极的高层大气，受到轰击后会发出光芒，形成极光。地球磁场实际上是对太阳风暴起到了一个屏蔽、抵御和保护地球的作用。辽宁日报:看来地球磁场的作用还是很大的。杨学祥:地球磁场是地球的重要物理场和环境因素之一，展布的空间很大，包围地球，保护着地球上的生物免受宇宙辐射的伤害，起到“盾”的作用，其中就包括把绝大部分太阳风粒子阻挡在地球之外，对人类的生存和发展起着至关重要的作用。辽宁日报:人们关注太阳风暴，往往注重其本身的强度，比如通过观测黑子活动的情况、太阳释放粒子的密度来判断太阳风暴的规模，进而分析对地球可能造成的影响，这没错，但既然磁场对太阳风暴有一个抵御的作用，那么我们就不仅要关注“矛”有多锋利，还要关注我们的“盾”是否坚硬。杨学祥:是的，我们一方面要观察、研究太阳风暴本身，一方面还要考虑地球磁场和大气的防护能力，两者综合起来才能把影响考虑周全。尤其是地球磁场，不但被我们关注得少，而且这个“盾”也并不让人乐观，有研究发现，我们的地球磁场正在减弱。历史上的磁极反转都伴随着磁场异常和强度减弱辽宁日报:磁场强度在变弱？杨学祥:科学家的近期研究表明:地球磁场正在迅速减弱。在过去的160年里，磁场强度令人吃惊地下降了10%。比如丹麦行星科学中心一个研究小组，详细分析了丹麦“阿斯泰兹”号人造卫星收集的最新资料，在对比新旧数据后惊讶地发现，地球两极的磁场正在变化，南大西洋和北冰洋的磁场都出现了多个大洞。科学家分析，南大西洋和北冰洋下方的液体金属地核(外核)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翻(反)转。另外通过对1980年～2000年的地球磁场研究发现，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。辽宁日报:这是否预示着出现另一次地磁翻转的开始？听说地球历史上出现过多次“磁极反转”。杨学祥:磁极反转作为地质事件，在地球发展史上曾经出现过，许多国家已经从地质勘测中研究火山岩和沉积物中的金属粒子所构成的远古磁场查到了地磁反转的证据。研究发现，磁场在最近600万年间发生了三次翻转，这三次的间隔时间不等，最近的一次翻转是在70万年前。所以“翻转”是在很长的时间尺度上发生的。而地磁场发生逆转前，磁力急剧减弱，甚至出现零磁场，就是说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，但是否意味着磁场的强度还会持续降低，是否意味着地磁将要在未来千百年的尺度内翻转，科学家还存在争议，没有定论，需要继续观测和深入研究，英国的《自然》杂志和美国的《科学》杂志近几年都相继发表相关的文章对这一现象进行了探讨。辽宁日报:那么，为什么会产生地球磁极翻转或者说倒转的情况？地球磁场是怎么产生的？杨学祥:地球是一个各圈层差异旋转的分层地球，即地壳、上地幔、下地幔、外核和内核旋转的角速度不同，其中内核快速旋转，由固态的铁组成，外核是黏滞性很低的导电液态铁；在差异旋转及各种天体的作用力下，在外核尤其是内外核交界处形成快速旋转的环形电流，从而生成了地磁场。地核和地幔的差异旋转导致圈层角动量交换，部分自转动能通过摩擦转变为热能，积累在外核，形成地球内部唯一的液态圈层。与此同时，由于角动量交换，地核旋转变慢，地幔旋转变快，圈层差异旋转方向发生反向变化，导致地球磁极倒转。所以，地磁变化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。辽宁日报:地球磁极反转对地球会产生怎样的影响？杨学祥: 地磁极反转首先能引发强烈的构造运动。热能积累在外核导致地核膨胀，胀裂地幔，核幔边界的地幔热流――热幔柱顺势上升，形成地表巨大火山区。这是中生代温暖期火山频发与异常的静磁带(地磁极性长期不变带)对应的原因。其次，地磁极性反转会产生一个地磁强度为零的时期。大家知道地球生物曾经发生过大灭绝的现象，比如某些有孔虫在几百万年前之突然全部灭种、中生代恐龙之突然灭绝等，但同时一些其他种类的动物突然出现，比如哺乳动物，这些突变都与地磁反转在时间上有吻合之处。是否是由于失去地磁的保护，太阳风的高能粒子横扫地球表面导致生物灭绝？这值得我们研究，特别是零磁场与生物演进的关系。但确切的关系是怎样的，我们还不清楚，因为目前来说在数据上的证据并不充分。另外，利用现在技术进行模拟实验研究也没有可行性，任何一个实验室都无法完成如此巨大规模的模拟实验。磁场减弱将使南北两极海冰大量融化辽宁日报:也许发生磁极反转将在很遥远的未来，而且磁极反转的具体影响还未弄清楚，但我们还是要对目前磁场的减弱予以关注，因为要发生强烈的太阳风暴了，地球磁场的减弱是否会对其“抵抗”太阳风暴、保护地球不利？杨学祥:太阳风暴发生过程中来自太阳的带电粒子很容易迸入极区产生电离作用，产生极光，引起磁暴和电离层暴，它在地磁场中的运动会产生强大的感应电流，其结果可能导致该地区电网变压器的铜线快速加热并融化，电流失去控制，严重损坏该地区的电力系统、通讯线路，如果地球磁场强度减弱，捕获能力就会减弱，那么发生电离的范围就会扩大，电网等被损害的范围可能会随之加大。辽宁日报:记得2009年美国科学家在对2012、2013年的太阳风暴预测及报告中提到“美国、加拿大，甚至中国、日本等会出现全国性停电”的情况，按以前发生的太阳风暴来看，不会对中国、日本这样的总体上属于中纬度的国家产生太大的影响，但这次他们的预测如此悲观，是否就是把地磁变化考虑进去了？杨学祥:因为还没有看到报告科研方面的原文，所以其具体的预测根据还不得而知，但地磁变化应该成为我们研究这次太阳风暴影响的重要的考虑因素，加以重视。辽宁日报:在地磁减弱、太阳风暴猛烈的情况下，地球的气候、天气是否也会受其影响？杨学祥:计算机模型的计算结果表明，如果两个磁极的强度继续减弱，则来自太阳的粒子流便可能使高达40%的地球高纬度臭氧被破坏，每次的破坏时间将长达数月至一年之久，这也为南北极海冰融化提供了合理的解释。辽宁日报:您具体给我们讲讲。杨学祥:到达地球的太阳辐射能大约有2%被平流层的臭氧吸收，7%被电离层吸收。当黑子活动高峰发生太阳风暴时，会大量破坏南极臭氧，随之产生“臭氧洞漏能效应”和“地磁层漏能效应”，使被臭氧层阻隔的2%的太阳能由平流层进入对流层，导致南极平流层变冷对流层变暖。收缩的平流层自转变快，膨胀的对流层自转变慢，这是赤道高空风产生的一个原因。拉马德雷现象就是太平洋上空高速气流方向转换的现象，拉马德雷暖位相增强厄尔尼诺事件，拉马德雷冷位相增强拉尼娜事件，从而影响大气环流和全球气候变化。这两个“漏能效应”也使太阳能量进入两极，北极和南极大陆边缘的海冰大量融化，打开南美洲德雷克海峡的海冰开关，减弱秘鲁寒流，进一步增强厄尔尼诺现象。与此同时，增高的海洋表面温度使更多氯元素从海洋进入大气，使臭氧洞进一步扩大，从而进一步影响气候，增加灾害性天气发生的几率。地球历史表明，强地磁场对应地球的寒冷气候，如第四纪冰期；弱地磁场对应高温气候，如中生代的温暖期。地磁场减弱也是全球变暖的原因之一：地磁场减弱导致更多太阳能量进入地球。地球磁场本身异常是引起气候、地质等变化的重要因素辽宁日报:太阳风暴的各种粒子会干扰地球的磁场，如果非常强烈的话，是否会使地球磁场本身发生较明显的变动？杨学祥:太阳风和地磁暴的相关性是明显的，会引起高层大气磁活动和环形电流的相应变化。已有研究表明，太阳风与地球磁层顶相互作用，在极区上空的电离层中形成极区电急流。极区电急流通过地球磁力线传至中低纬度地区的电离层中，扰动电离层，不久之后，会发生灾害性天气。所以，地表和大气的电磁变化值得关注。辽宁日报:那么，地球磁场本身的变化对地球，比如气候变化、地质变化有无影响？杨学祥:人们普遍忽视地电和地磁的存在，认为它们很微弱。事实并非如此。一个偶然的机会，我发现一片树林明显地向北方倾斜，原来北部有平行的高压电线，电磁能对树林而言竟比太阳光更具有吸引力。地磁场的异常变化使地表地电场也发生变化，形成地电正异常区和负异常区。地表水从地电正异常区蒸发到高空，带的是正电；从地电负异常区蒸发到高空，带的是负电。带有异种电荷的云团最容易相互吸引而形成雷雨。相反，带有同种电荷的云团相互排斥，形成该地区的干旱。冰岛、非洲中西部和南大西洋是三个负电异常区，它们之间的地区是明显的干旱区，其中就有最干旱的撒哈拉沙漠；其两侧的北美洲和亚洲是正电异常区，在正、负电异常的交界带，是高降水量区。当电磁异常区发生变动时，电场的强度和极性也发生相应变化，由此引起的降水量改变导致全球旱涝灾害在不同地区发生。谈到地质变化，地磁地电还与地震有密切关系，现在地震观测的一个重要手段就是对地磁(电)的监测。至于内在的机理，举个例子，携带大量磁性粒子的地下岩浆因为失去地磁的束缚而改变流向和流速，流向的改变将使地球固有板块的运动规律发生变化，而流速的降低将使岩浆自身的温度平衡机制遭到破坏，使地球不同部位之间地温温差增大，这将会产生地震频率和强度的增加。辽宁日报:听您这么一说，感觉地球磁场及其变化太重要了，与抵御太阳风暴、气候变化、地质灾害都有密切的关系，看来我们应该密切注意地球磁场变化以做好各方面的预测、预防。杨学祥:是的，应该说我们对地球磁场的重视程度及研究水平还很不够，但是正像你说的那样，种种迹象和研究表明，地球磁场是地球变化的重要因素，我们必须加强这方面的研究，特别是与太阳风暴关系的研究。近年来，全球地震、干旱、洪水、高温等极端气候的出现，不能排除和地磁减弱的关联。如果在今后若干年内，这些灾害气候频率和强度有增加趋势的话，并且地表测得宇宙射线辐射剂量同步增大，则可以确认这种关联。辽宁日报：谢谢您的讲解。专家档案杨学祥，吉林大学地球探测科学与技术学院教授。主要从事地球动力学和自然灾害研究，发表文章近百篇，出版专著《地球差异旋转动力学》。主持完成国家自然科学基金资助项目“地球各圈层能量交换过程与全球变化的关系”。 2000年被评为吉林省第六批有突出贡献的中青年专业技术人才。 2004年和2010年被聘为中国地球物理学会天灾预测专业委员会委员。来源：中国新闻网 http://news.gxtv.cn/201402/news_1251586531.html http://tech.ifeng.com/discovery/geography/detail_2014_01/28/33455232_0.shtml#_from_ralated http://news.sohu.com/20100927/n275285901.shtml 地球磁场或将反转地球恐面临灾难性影响 2014年01月28日 15:26 来源：中国日报网 707 人参与 72 评论地球磁场不仅能保护生物免受强烈宇宙射线和太阳风的侵袭，还影响全球通信、动物迁徙和天气模式。据英国《每日邮报》网站1月27日报道，科学家称，地球磁场在过去200年中已减弱了15%，这有可能是地球磁场将反转、两极颠倒的先兆，而这将给地球及人类带来灾难性影响。科学家说，如果反转真的发生，地球将遭遇强烈太阳风并可能引发持续数月的大规模停电。此外，反转还将导致地球气候发生剧烈变化，并使人类因遭受更多的宇宙辐射而患癌率大幅提升。科学家同时表示，地球磁场每100万年就会反转4到5次，尽管现在出现一些迹象，但目前掌握的研究成果还不能确定地球磁场即将反转。不过，科学家还指出，尽管磁场反转会给人类带来严重问题，但并不会带来毁灭性影响。“地球过去经历过许多次反转，但尚无证据表明反转与生物大规模灭绝有关，”英国利物浦大学地球、海洋和生态科学教授霍姆说。（来源：中国日报网刘世东编辑：周凤梅） http://tech.ifeng.com/discovery/geography/detail_2014_01/28/33455232_0.shtml#_from_ralated; 个人分类: 防灾信息|2290 次阅读|2 个评论

地磁场与生物的磁感应现象: 热度 2 wangyou 2013-4-3 17:15; 两千多年前，人类发明了指南针用于辨别方向；而如今科学家们发现，很多迁徙动物也能利用体内的“生物指南针”感应磁场。本文从磁场的产生入手，详细介绍了地磁场的性质和生物磁感应现象产生的机制。候鸟是最早被注意到能利用磁场导航，且目前已获得最多磁生物学研究结果的一类高等生物。大量的行为学实验证明，候鸟在长距离迁徙的过程中主要通过感应地磁场的朝向来确定方向，它们的大脑能记录下每一个特殊地点的磁特征，并据此找出到达各个目的地的飞行路线。不仅如此，部分鸟类的磁导航还有一定程度的蓝光依赖性、会受到异常磁场的干扰，这种现象可以用生物磁受体的磁铁矿假说和化学感受假说来解释。很多生物，包括人类也都有与候鸟类似的“磁受体”，有些动物能用它们感受磁场并以此作为视觉和听觉的辅助，而其他生物的磁感应能力也许已经在进化的某个阶段被别的功能替代或是直接消失了。目前人们对于生物磁现象的研究才刚刚起步，还有很多未知的谜团等待我们去揭开，希望在不久的将来能看到更多令人惊讶的实验结果。地球的表面不仅被大气层所包围，同时还覆盖着一把看不见摸不着的天然保护伞。这把保护伞就是“地磁场”。地磁场能够保护地面生物免受宇宙辐射的侵袭。高能量的宇宙射线被地磁场捕获，在磁极附近的高纬度地区产生绚丽夺目的“极光”。同时地磁场也对地球表面的各种生命活动产生了潜移默化的影响。人类在指南针发明之前似乎完全没有意识到地磁场的存在。但是，以候鸟为代表的众多迁徙生物，却拥有着感应磁场的神奇本能。它们与生俱来地懂得利用环境磁场进行定向和导航。与人类使用的机械指南针不同，隐藏在这些生物体内的磁导航设备不仅能判断方位，还能测出当前位置的磁场强度和磁倾角。他们的头脑中还存有一幅清晰的地磁分布图。他们用本能的磁罗盘和导航图，粗略地估计自己与目的地之间的距离。如此先进的生物指南针是如何发挥作用的？几十年来，科学家们围绕这一问题进行了坚持不懈的探索，现有的科研成果已将生物磁感应现象的神秘面纱揭开了一角。什么是磁场和磁性磁场是一种由运动的电荷和（或）变化的电场所产生的特殊物理环境，能够对磁体或运动电荷产生力的作用。磁场在其空间区域内是连续分布的，具有大小和方向两方面的性质，常用磁感应强度矢量B来表示。磁性物质（磁石和磁铁）和通电导线都能够产生磁场。相互靠近的磁性物质能通过各自的磁场给另一方施加力的作用，从而引发物体间的位置移动、形变等物理反应。经典物理学认为，构成世间万物的基本单位“原子”由带正电的原子核和带负电的绕核外轨道运动的自旋电子所组成。带电粒子的自旋和轨道运动，都会产生磁矩。原子核的自旋磁矩远小于电子的轨道磁矩和自旋磁矩，在考虑物质磁性的时候可以忽略不计。电子轨道旋转运动的方向是变化的，所以轨道磁矩不会对外体现出磁性作用。但是，外界磁场对电子轨道运动的影响，会使旋转电流对外加磁场产生排斥效应，体现出抗磁性的特征。核外电子的自旋磁矩，等价于分布在各个原子核之间的微型磁铁。但是电子在核外电子轨道中的分布具有规律性，大多数原子核互相结合成分子之后，核外轨道中向上和向下自旋的电子数目相同，产生的磁矩全部抵消，使得该分子整体磁矩为零。因此大部分物质在外加磁场中仅体现抗磁性。常见的抗磁性物质包括，水、金属铜、碳和大多数有机质和生物组织。由生物抗磁性组织的磁化率异常变化可推测该组织的病变 ( 如癌变 ) 。一般含有奇数个电子的原子或分子或电子未填满壳层的原子或离子的物质会表现出顺磁性，如过渡元素、稀土元素、钢系元素，还有铝铂等金属，都属于顺磁物质。顺磁性物质核外电子分布没有占满轨道，原子核外自旋方向不同的电子产生的磁矩不能相互抵消。一般条件下，顺磁性物体内部原子之间趋向混乱的热运动使得每个原子所带的磁矩指向不同的方向，整个物体也不能表现出明显的磁性。当对顺磁性物质施加一定强度的外部磁场时，物体内部的小磁偶极子受到磁力作用，趋向于沿着外加磁场磁感线的方向统一而整齐地排列，指向相同方向的原子磁矩相互叠加，使整个物体周围出现可检测到的磁场，这个现象就是顺磁性物质的“磁化”。而铁磁性物质（铁、钴、镍）具有自发磁化的特征，可以在微弱磁场的影响下自发地产生磁场，即使在外部磁场消失后，物体内部的磁性也会保留下来，人们正是利用这个原理将铁器磁化，制成了用于辨别方向的指南针。还有一些合金和化合物具有更加复杂的磁性，如反铁磁性，亚铁磁性，超顺磁性，呈现亚稳定态磁性的自旋玻璃，以及具备负磁导率能够吸收环境磁场的“左手材料”。地球也是个巨大的磁体（图1）。地球存在磁场的原因目前还不为人所知，普遍认为是由地核内液态铁的流动引起的。富含铁元素的液态外地核在最初的微弱磁场中运动时，像磁流体发电机一样产生电流，电流的磁场又使原来的弱磁场增强。由于摩擦生热的消耗，磁场增加到一定程度就稳定下来，形成了现在的地磁场。地核产生的地磁场，穿越2900km的地幔和17km的地壳到达人类和其他生物生活的地表，并向地外空间延伸与宇宙射线相互作用，形成保护地球大气和地面生物的地磁气圈，影响着数以万计的生命现象。地磁场强度在25-70μT的范围之内，如果把地球看做一个磁偶极子，它的S极在地理北极附近，而N极在地理南极附近，地磁两极连线“磁轴”与地球的自转轴并不重合，有11.3度的夹角。用假想的磁感线描绘地磁场的方向和强度（规定小磁针N极在磁场中受力方向为磁场方向，磁感线的密集程度反映了磁场强度），可以看出，与条形磁铁类似地，磁感线由地磁N极发出，在太空中延伸数万公里形成“地磁圈引”，又重新聚拢于地磁S极。正是这地磁场屏蔽了太阳风（从太阳发出的强大带电粒子流）对大气层的破坏，像一顶“保护伞”罩在地球外面，使地表环境适合生物生存（图2）。目前的古地磁研究推测，地磁场形成于35亿年前，与生命起源的地质年代相近。伴随着生物绵延进化数十亿年的地磁场，对大多数生物体的生命活动过程产生了深远的影响。趋磁细菌能沿着环境磁场的方向游移；蜜蜂、蚂蚁等社会性昆虫能像人类利用GPS一样利用磁场找到回家的路；蝙蝠和老鼠能利用磁场在黑夜中辨别方向；迁徙的鱼类、海龟和候鸟利用地磁场定向导航，每年飞越数千公里的迁徙路线找到适合过冬或繁衍的地方……中国古代人民早在两千多年前的春秋时期就发现了磁体的磁性质。成书于公元前六世纪的《管子·地数》是最早记录磁现象的古籍之一；战国末年《吕氏春秋》记载“慈石召铁，或引之也”，而西汉《淮南子》有云“其与铜则不通，求其引瓦，则难矣”，说明古代人民已经发现了磁石对金属铁独特的吸引力。《史记·封禅书》最早阐述了人造磁体的制作工艺，在当时主要用于棋子的制作。两千多年来，磁性物质得到人类更广泛的重视和应用还有赖于指南针的发明。古人利用天然磁体两极在地磁场磁力的作用下能分别指向地理南极和北极的性质，制成了用于辨别方向的工具。目前经过考证最早有关古代勺形指南针“司南”的制作和使用方法出现在东汉王充的《论衡》中。经过一千余年的发展，随着生产技术的进步，司南的使用在贸易和航海快速发展的宋朝得到了普及。北宋大科学家沈括在他的大作《梦溪笔谈》中详细介绍了古代司南的四种架设方法、人工磁针的磁化工艺甚至还提到了有关磁偏角的发现。与沈括同时代的朱彧在《坪洲可谈》一书中说“舟师识地理，夜则观星，昼则观日，隐晦观指南针”，这是司南运用于海上旅行最早的记载。中国人发明的指南针在十三世纪经由阿拉伯传入欧洲，对之后的海外大探险和世界经济发展起到了极大的促进作用。而事实上，最早使用指南针的还不是我们，很多动物在人类文明起源之前就会使用“指南针”来辨别方向。带着地图和指南针旅行的鸟君经验丰富的旅行家会在出发前做好充足的准备，地图和指南针是必不可少的装备。地图能够准确地反映旅行的起点、终点和路径之间的空间分布；指南针因受磁力作用平行于地磁子午线的切线，两端分指南北，可用来推知前行的方向。而候鸟在长距离迁徙之前似乎并不会准备这两样东西，它们每年在南北跨越数千公里的越冬地和繁殖地之间来回飞行却从不迷路。鸿雁是我国常见的候鸟，也是鸟纲雁形目鸭科雁属中体型较大的一种，善游泳、喜结群，每年9-10月从黑龙江、吉林等地大规模飞往长江中下游及沿海省份过冬（图3）。迁徙时通常集中几百甚至上千只个体，排列成整齐的“人”字、“一”字形队伍缓缓前飞，甚为壮观。“孟秋之月鸿雁北，孟春之月鸿雁来”《吕氏春秋》中如此记载鸿雁的迁徙现象；古代民间更是有苏武牧羊“鸿雁传书”的奇妙传说。鸿雁每年在固定的时间迁徙，年复一年永不停歇，被认为是儒家五常“仁、义、礼、智、信”的美好象征。而世界上迁徙距离最长的候鸟应属北极燕鸥，这种鸟每年在北极附近繁殖，却要穿过大西洋飞到南极海岸浮冰区过冬；另据科学家的调查，目前飞行距离最远的鸟君之一是只海燕，它1982年在英国设得兰群岛耶尔桑德被套环，又于2004年在纳米比亚海岸被捕获，迁徙距离长达6000英里。鸟类是怎样在如此遥远的迁徙旅程中获得方位信息的呢？德国科学家Kramer的地图罗盘理论或许可以解释这一切【1】。研究证实，一些鸟体内拥有一套完善的磁导航系统，可以实时敏锐地感知当前位置的磁场性质和非常细微的变化。简单来讲就是可以把某一地点的地磁场强度和磁倾角看作是“路标”，当鸟经过或在那里停留时，这个磁信息路标会被大脑记录下来，而飞行中实时感觉到的磁力方向可以指引它们前往这一路标地点，这无异于是揣了个精准的“指南针”；飞行经验丰富的成年鸟将一个个路标和它们之间的距离、方向信息组合在一起，相当于绘制了一张完整精细的“地图”带在身上；这样子每只鸟都可以摇身一变成为聪明的旅行家了！大量行为学实验从各个方面印证了地图罗盘理论的正确性。有科学家在赤道附近制造了一个假磁极，成功诱骗了迁徙中的花园莺飞向错误的方向；还有一批研究人员在撒哈拉沙漠中设置了若干地磁路标，在此放飞的夜莺连续五天都没能飞出沙漠；德国歌德大学的Wilschko将捕获的欧亚鸲放入用电磁线圈缠绕的鸟笼中，发现小鸟的方向感出现混乱…… 更多的研究者选择以飞行能力强且易饲养的家鸽为对象研究鸟类的磁导航现象：人类早在公元前一世纪就能驯养信鸽用于传递消息，五代后周王仁裕撰《开元天宝遗事》称“家养群鸽，每与亲知书信往来，只以书系鸽足上，依所教之处，飞往投之”。鸽子的归巢欲很强，无论被带出多远都能找回原栖息地，可以看出它们也有相当发达的定向能力。如果将家鸽在封闭黑暗的条件下运送至完全陌生的地点，所有的鸽子都能顺利返回；若在运输过程中增加电磁干扰，在到达放飞地点后，有归巢经验的成年鸽可以很好的回归，而幼鸽却无法找到归巢的路径。这说明，鸽子在运输途中，即使得不到任何视觉信息，也可通过记录磁场的变化来明确归巢的方向；若同时屏蔽了磁场信息，成年鸽可以利用根据飞行经验形成的“导航地图”来准确无误地确定鸽巢的方位，而幼鸽则会迷路了【2】。Kenton给鸽子携带上永磁体，在阴天放飞后，大多数鸽子无法正确归巢【3】；Walcott和Green在鸽子头部安装了一个可控的电磁线圈，同样是令其在阴天飞行，他们发现，可以通过改变线圈的电磁场来控制鸽子飞行的方向【4】；Dennis用GPS追踪鸽子的飞行路线，发现它们在靠近高压电线、无线电台等存在干扰磁场的区域时会发生定向混乱，而离开异常区后一切又都恢复正常【5】。很显然，磁感觉是属于鸟类五感之外的又一种新奇的“第六感”，它们能将来自视觉、听觉、和磁感觉的方向信息综合起来加以分析整理，对前行的方向最终做出正确的判断。神秘的磁感应现象从何而来鸟类为何能感受到磁场？半个世纪以来，很多科学家为解决这个看似简单的问题付出了艰苦的努力。近几年生物指南针的真面目终于浮出水面，解释其作用机理的两种假说得到了大多数研究者认可，它们分别是：“基于磁铁矿的磁感受假说”和“化学磁感受假说”。基于磁铁矿的磁感受假说认为，鸟和其他能感受磁场的生物体内某些细胞中含有成簇的微小磁铁矿晶体颗粒，当存在外部磁场时，磁铁矿颗粒因被迅速磁化沿而磁力线方向整齐排列；这些磁晶体的簇阵列会随着外磁场方向的变化而改变，不同程度地触发下游的信号通路，将磁场信息逐级传递给中枢神经系统【6】。关于内生磁铁矿微粒的研究，起始于在美国东海岸盐沼沉积物中发现的趋磁细菌（图4）【7】。这是一类具有趋磁性行为的微生物，能够沿磁场方向运动。趋磁细菌通过生物控制矿化作用产生磁铁矿晶体，并将其成簇地包裹在膜中，形成线形地排列于细胞壁附近的一连串“磁小体”结构。富铁的磁小体能调节细胞内氧化还原压力和铁平衡，更重要的，它借助磁性颗粒在磁场中受到的磁力，让趋磁细菌运动起来。十几年来越来越多高等动物被发现也能合成相同的磁铁矿晶体：蜜蜂、海龟、鳟鱼和部分鸟类。Beason于1984年指出“鸟类嘴部筛窦部位含有大量磁铁矿【8】 ”，两年后他又提出“长刺歌雀筛窦内磁铁矿晶体含量足以作为磁罗盘使用【9】 ”。Winklhofer等人用电镜观察家鸽嘴部，发现了直径1-2微米的富铁晶体颗粒，类似的结构随后在欧亚鸲、花园莺等其他鸟中也被陆续发现。Wilschko和Beason一起用短促强磁场处理不同种类的候鸟，它们都出现了不同程度的定向障碍，推测是磁干涉改变了内生磁铁矿颗粒的磁化状态从而导致磁感应体系发生混乱【10】。由此可见，以细胞内磁铁矿晶体簇为指针的磁定向理论是颇为可靠的。最近，winklhofer实验室从鳟鱼的嗅觉皮层中分离得到了含有微铁磁颗粒的具有磁性的“磁响应细胞” 。这为磁铁矿晶体簇理论提供了非常重要的直接证据。而化学磁感受假说则认为，生物体内一种光敏感的色素蛋白，在受到特定波长的光刺激之后发生电子转移，产生了一对临时配对的自由基；这个自由基对的自旋状态能随着磁场的变化而快速改变，令生物在第一时间感受到变化的磁场信息。Leask率先提出鸟类的磁感应功能是依赖于光照的【11】，随后大名鼎鼎的Wilschko用实验证实，部分鸟类的磁辨向能力在仅有红光照射的条件下大大减弱，而它们在蓝绿光波长范围内的光照下对方向的判断最为准确【12】。这暗示鸟类的磁感应需要一个对蓝绿光敏感的蛋白来启动级联的光感反应。最近，一种蓝光受体分子隐花色素蛋白（CRY）在鸟类视网膜上被发现，它在不同强度磁场的刺激下表现出不同的活性（图5）【13】。这种蛋白早在30年前Gressel对隐花植物光受体的研究中就有所提及【14】，Ahmad和Cashmore在1993年分离出了拟南芥CRY1基因，得知这是一种黄素蛋白，具有蓝光受体的功能【15】，随后Lin等在拟南芥中分离出了与CRY1有50%相似性的CRY2 【16】。隐花色素蛋白长久以来被认为是参与调节植物的胚轴生长、开花时间和生理周期的信号分子，CRY1和CRY2的作用大体相同。近几年的研究结果表明，隐花色素蛋白在果蝇、小鼠、牛、马等大型哺乳动物甚至人的视网膜中都有存在。Ahmad的拟南芥实验印证了隐花色素蛋白对变化磁场的敏感性：在蓝光照射下，给拟南芥周围加上从33-40μT到500μT逐渐增加的磁场，植物的发育表现出磁场强度相关的下胚轴生长抑制，而cry缺失突变体下胚轴的生长不会受到磁场变化的影响【17】。Solovyov等也通过实验发现，有CRY参加的高等植物其他信号转导途径也有不同程度磁场依赖性【18】。是隐花色素蛋白在蓝光激发下通过一系列电子传递步骤产生的自由基对，将外周磁场变化以电信号的形式反映出来。Ritz在2000年首先提出，隐花色素是鸟类可能的磁感受分子。目前，对这一机制较好的猜测是，每个入射光子会制造个自由基对，这个自由基对可以以自旋单重态或三重态存在。磁场差异改变了自由基对处于单重态或三重态的比率和转换的频率，从而引发下游的神经信号传导。事实上，吸收光子后，构成自由基对的两个未配对的电子以量子纠缠状态而存在。量子纠缠是量子相干的一种形式。在量子纠缠状态中，不管两个未配对的电子相隔多远，一个自旋方向同另一个自旋方向密切相关。量子纠缠状态在室温下通常非常脆弱，但是，有实验表明，它能在隐花色素蛋白中续几十微秒，足够引发下游的神经电信号。量子纠缠状态和量子相干现象在鸟类指南针中的发现，以及生物体如何保护它在常温条件下的巨大噪声下免除相干的原理，也会为我们提供一些与制造量子计算机有关的线索。实际上，分别基于磁铁矿和隐花色素蛋白的两种磁感应机制之间并无矛盾，少数生物的磁感应仅涉及其中一种，而大多数则是两者兼具，互为补充。两种磁受体同时感应磁场，再加上来自太阳、星空和地面标志物的视觉信息，使得生物辨别方向的准确率大大提高。最近，在视网膜、喙端、鼻窦区和内耳之外，吴乐庆和Dickman在家鸽的脑干中新发现了一个与磁响应密切相关的神经核团。生物磁响应的神经解剖学基础正在逐渐揭开面纱。然而，聪明的动物如何将来自多个感官的方向信息整合起来？当两个生物个体靠近时，由潜藏在一个个体内部的磁铁矿产生的磁场是否会对另一个体产生影响？这能否成为不同物种之间身份识别的工具，或是同种生物内部互相沟通的密语？目前还不得而知。人类为何没有地磁感应近些年来，越来越多的生物被发现有感应磁场的能力，从最早的趋磁细菌，到有迁徙行为的候鸟、鳟鱼、海龟和利用磁场定向的鸽子、蜜蜂、蝙蝠和老鼠；甚至那些既不迁徙也无需感知磁场的拟南芥、鼹鼠和大型食草动物似乎也都能对变化的磁场产生响应。既然如此，人们很自然地联想到：人类是否也能感受到磁场呢？很多科学家提出了肯定的假设：我们的视网膜细胞中含有丰富的隐花色素蛋白，从人脑提取物中也分离出了磁铁矿晶体；Reppert实验室更是将人CRY基因导入隐花色素蛋白缺陷型果蝇中，确实令原先不能辨别方向的果蝇恢复了磁定向能力。而否定这一假设最简单而直接的证据就是，我们中间，至少是大多数人，在陌生的环境中，是无法仅靠这第六种感觉找到正确方向的。 “就算人有地磁感应能力——我也不会靠它来分辨东南西北。”Ritz笑言。诚然，人类拥有良好的视力，习惯于白天活动，并且长途旅行时都会带着真的“指南针”和“地图”；或许我们的祖先也曾有过非凡的磁定向能力，但今天我们已经不需要它了。研究人员猜测，和拟南芥类似地，人类拥有获取磁信息的磁铁矿和隐花色素蛋白，却丢失了处理磁信息的完整系统；隐花色素作为接受光照调节生物钟的工具被保留下来，而磁铁矿可能仅仅是代谢产生的废物。地磁场消失了会怎样千百万年来，地磁场维持了地球生物赖以生存的自然环境，而今天在人们享受工业文明进步所带来的便利生活的同时，密集的电力设施、输电线路和信息网络所引发的电磁辐射污染问题也渐渐凸现出来。虽然人类既不需要凭借磁场力运动也不用靠感受磁场来辨别方向，但在人体内实现信号传递、维持内稳态的金属离子、组成细胞骨架等重要结构的蛋白质甚至遗传物质载体核酸都对磁场变化有十分敏感的响应。另据研究数据分析，地球磁场强度与160年前相比已下降了10%，这可能与地核巨型涡流反向旋转有关。逆转的漩涡持续扩大将引起地球磁场方向的彻底改变。地磁南北两极在600万年内已发生三次大翻转，最近的一回在70万年前，考古资料显示每一次磁极颠倒都与远古生物大绝灭在时间上有关联：地球磁场方向在南北变换时会出现一个磁场强度接近零的空白时期；各种宇宙射线不受控制地横扫地球表面，令生命遭受灭顶之灾。传言恐怖的地磁倒转在2012年就会发生，引发世界末日的惨剧，而事实并非如此；刚刚平安度过的2012年告诉我们，人类离真正的末日似乎还有一段距离；如何能阻止绝灭的灾祸、让我们的种群长长久久地存在下去？这正是大量科学工作者常年奋斗的主题。面对逐年减弱的地磁场和日趋复杂的磁环境，研究人员将目光转向了更多更复杂的生物磁效应：他们在实验室中架设了不同强度、不同频率、不同方向、不同变化趋势的磁场并在场中培育各种各样的实验动植物，观察它们在异常磁场中的生理活动，由此也得出了五花八门的实验结果。亚磁空间模拟的是地磁场消失时的环境状态，目前采用线圈补偿及金属屏蔽的方法在实验室中创造出一块磁场强度接近零的无磁区域。工作人员通过对比暴露在亚磁空间中的生物与其生活在地磁空间中的同类个体之间的差异来发现新的生物磁效应。最早建立亚磁空间并尝试在其中饲养实验兔子的是1979年的前苏联科学家，他们发现将空间磁场强度减至100nT会使新生兔死亡率增加，存活幼兔的发育同时也受到负面影响【19】。后又有日本、乌克兰、罗马尼亚等国的科研人员分别尝试在亚磁场中饲养大鼠、豚鼠、仓鼠、小鸡、鹦鹉等，均得出了类似“活力下降”、“激素水平失调”、“神经系统受损”、“生殖能力减弱”的结果【20】。中科院生物物理所已经建立起一个亚磁场生物培养体系，并实施了一系列细胞及整体水平实验，获得了很好的结果。研究者首先在亚磁环境中观察了非洲爪蟾在亚地磁场中的发育情况，发现爪蟾胚胎第三次卵裂的朝向发生变化，导致发育畸形，推测磁场的消失会影响生物发育过程中的某些事件。研究者所在的实验室曾经发现，亚磁场能够抑制微管蛋白的体外自组装过程。因此，研究者进一步推测磁场的消失可能影响了细胞分裂期纺锤体微管的组装，引起卵裂沟朝向变化。然后研究者在亚磁环境中验证了大豆萌发过程的改变，并通过培养人类神经瘤细胞母细胞系（SH-SY5Y细胞），观察到细胞增殖速度的加快。习惯于生活在50μT地磁场环境中的人类和其他生物，一旦被移入几乎没有磁场的亚磁空间，都会出现一定程度的不良反应，这说明地磁场的存在是生物体保持正常代谢不可或缺的因素之一。实验生物在消失的磁场中所表现出的异常反应给在地磁场中对生物磁感应现象的研究指明了方向；同时对亚磁空间生物效应的探索也将为人类日后脱离地磁场保护、开发宇宙空间铺平道路。人类关于磁场与生物的研究起始于半个世纪前，如今的研究结果已令部分曾经的假设得到了证实：磁场，不仅是地磁场，对生物的生理活动确有明显的影响；以候鸟为代表的众多生物都拥有利用磁场力运动或是辨别方向的能力。但磁场究竟如何作用于生命活动、而生物体又将如何处理来自磁场的信息，目前尚未能得出清晰的结论。就像Ritz说的那样：“发现一种新感知觉的机会实在是可遇而不可求（ Youdon ’toftenhavethechancetodiscoveranewsense） ”。磁感知觉的研究必将在不远的将来开启神经感知觉领域的一扇新的大门。大量的难题还等着未来的科学家们去解决，路漫漫其修远兮，“磁感知”的秘密终将大白于天下。该文将于《自然杂志》2013年第3期发表,由于字数超出，删去了引文。; 16501 次阅读|2 个评论

地球的热源与生命可适的大限: 热度 1 bulkneutron 2012-11-17 16:54; 地球还能维持多长时间的生命适宜环境呢,不知道学界有没有定论。暂且不论外来威胁，太阳的影响，小行星，外星人之类种种，不知道地球内部的热源主要是什么，放射性衰变？裂变？。。。不管是什么，热源用光了，地磁场应该就没了吧，防护罩就没了，这么一想，很悲观的说。附：建一老师的BLOG; 个人分类: 问题积累|2470 次阅读|1 个评论

太阳风暴导致的地磁场紊乱或致印尼海豚搁浅: qujiangwen 2011-9-30 09:07; 英国《泰晤士报》曾经报道，科学家可能已经解开了海洋生物学上一个最令人费解的谜团：海洋动物如何在茫茫大海迁徙数千英里而不会迷路。他们发现了一些证据，证明海龟和鲑鱼可以读取它们出生地周围的地球磁场图，并将这些数据牢记在大脑里。鲸鱼和鲨鱼等很多其他生物可能正是利用类似的方法在海洋中自由穿行的。而且这些动物还能觉察并记下地球磁场的变化。北卡罗来纳大学教堂山分校的生物学教授肯尼斯?罗曼恩说：在一些岩石丰富的海区，磁矿石引起当地出现磁力异常现象。人们经常认为，这种异常现象对磁性敏感的动物来说可能是个问题，但是一种非常有意思的可能性是，磁力异常可能也被当作一个非常有用的标记。长期以来，科学家已经知道地球磁场在不断发生轻微的变化，而且每一个海洋都有不同的磁场特徵。但是他们不能确定是否海洋生物可以发现这些磁场特徵。人们一直认为鲑鱼可以利用鳃嗅河水，因而找到它们出生的河流，但是最近科学家意识到，这种方法只能在很短距离内产生作用；另一种可能性是流体力学。流体力学是水流和波浪的相互作用、海岸线和海床产生的水体运动形式。现在，罗曼恩和其他人正在努力证明海洋生物是通过三种方法在海洋中行进的，但是在长途迁徙中，磁导航应该是最重要的方式。罗曼恩选择研究海龟和鲑鱼的原因，是因为这两种海洋生物都会花费很长时间进行长途迁徙，但是它们永远都能记住如何返回家园。在其中一项试验中，罗曼恩证明了幼年海龟拥有一个内置地磁图，并在这个地图的引导下首次成功穿越了大西洋。目前关于鲸鱼为什么会自杀，有一种观点认为是磁场的原因。阿根廷学者对发生于1997年马尔维纳斯群岛海岸约300只鲸鱼集体自杀事件分析后认为，当时太阳黑子的强烈活动引起了地磁场异常，发生了 “地磁暴”，这破坏了正在洄游的鲸鱼的回波定位系统，令其犯下“方向性”的错误。美国一位地质生物学家发现，鲸鱼自杀的地点大多在地磁场较弱的地区。他认为，鲸鱼通常是顺着地磁场的磁力线方向游动的，而进入地磁场异常区的鲸鱼，往往还未反应过来就搁浅到沙滩。海豚搁浅或与鲸鱼搁浅或均是由于地磁场异常变化的原因。因为近期发生太阳风暴。否则可能是地震前兆，地震之前的地磁场异常也可以导致鲸鱼搁浅。 http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=spaceuid=529903do=blogid=422837 太阳黑子爆发耀斑产生壮观极光北京时间9月29日消息，一个直径达到6.2万英里（约合10万公里），相当于地球直径10倍的太阳黑子正产生巨大的太阳耀斑，为英国夜空送上壮观的极光秀。一位星空守望者表示这是他迄今为止观赏到的最美极光。极光由太阳的辐射粒子轰击地球大气层时产生，通常只在遥远的北国出现，例如挪威。这一次，远至牛津郡和诺森伯兰郡等英国地区均观赏到绚烂的极光，当时的夜空在极光的照耀下呈现出美丽的绿色和紫色等色彩。在国际空间站上，宇航员拍到了绿色和红色极光。最近的太阳耀斑由名为“活跃区1302”的太阳黑子所致，能够影响输电线路和iPhone等便携设备的电子通讯，但专家们表示最强烈的爆发已经过去。美国国家海洋与大气管理局位于科罗拉多州玻尔得的空间天气预报中心的科学家乔-康切斯说：“能量巨大的太阳风似乎已经吹过地球。” 然而，太阳活动向来无法预测，地球仍处在“射击点”上。Science Oxford首席执行官、天文学家伊恩-格里芬博士在接受英国媒体采访时说：“活跃区1302是昨日出现的所有极光的来源，也可能是未来几晚出现的一些极光的来源。据空间天气预报员估计，未来24小时出现更强烈耀斑的可能性为40%。随着这个太阳黑子穿过阳盘中央，任何爆发都会对准地球。无月的天空再加上太阳的一个活跃区，未来几晚对英国的星空守望者来说将是一次非常有趣的观空体验。” “极光追逐者”里德-伊格拉姆-维尔称，英国上空此次出现的极光是他迄今为止见过的最美最令人印象深刻的极光。26日，维尔在诺森伯兰郡连接东北岸和林迪斯法恩的堤道附近拍到了一系列令人难以置信的极光照。他说：“这一次的极光秀最令人吃惊的便是颜色，呈现出奇异的深紫色，而北极光往往呈苍绿色。紫色同样由来自太阳的粒子轰击大气层所致，但很明显，这些粒子比较特别。” 维尔说：“大约晚上9点，我们从纽卡斯尔出发，驱车向北行驶一小时，寻找理想的观察地点。我们需要找到一个没有光污染的地方。大约10点30分，我们抵达林迪斯法恩。虽然路途很远，但显然是值得的。我去过挪威4次，也去过冰岛1次，为的就是欣赏极光。这一次的极光是我有生以来见过的最美的极光。” 由于太阳正进入活跃期，未来几年的极光将相当普遍。曼彻斯特大学焦德雷尔班克天文台的蒂姆-奥布莱恩博士在接受英国媒体采访时说：“太阳活动起起落落，每11年达到一个高峰。现在的太阳正进入下一个高峰，这对北极光观赏者来说无疑是个好消息。下一个高峰将在2014年出现，我们还有很多观赏到美丽极光的机会，但我们无法进行预测。”美国宇航局表示，太阳黑子在强磁场抵达太阳表面而后冷却时出现。大型太阳黑子能够借助望远镜和高性能照相机观察到。印尼十六只海豚搁浅死亡文章导读： 2011年9月29日，印度尼西亚乌戎库隆，印尼十六只海豚搁浅死亡。至少十六只海豚在乌戎库隆附近海域搁浅死亡，官方称这是该国首次被报道的大规模海豚搁浅事件，死亡原因不明。国际在线消息：2011年9月29日，印度尼西亚乌戎库隆，印尼十六只海豚搁浅死亡。至少十六只海豚在乌戎库隆附近海域搁浅死亡，官方称这是该国首次被报道的大规模海豚搁浅事件，死亡原因不明。图片来源：CFP 国际在线消息：2011年9月29日，印度尼西亚乌戎库隆，印尼十六只海豚搁浅死亡。至少十六只海豚在乌戎库隆附近海域搁浅死亡，官方称这是该国首次被报道的大规模海豚搁浅事件，死亡原因不明。 http://www.xdjb.com/mainnew/tbbd/2011-09-30-411557.html 印尼十六只海豚搁浅死亡 http://news.qq.com/a/20110930/000358.htm#p=6 地球磁场质鲸于死地鲸鱼集体搁浅不是自杀 2005年10月31日14:43 10月26日，在澳大利亚塔斯马尼亚岛海滩，大批鲸鱼集体搁浅。　　“鲸鱼墓地”又有“集体自杀” 　　在众多的“自然之谜”中，鲸鱼的“自杀悲剧”无疑是最悲惨最牵动人心的一幕。10月26日，野生动植物管理人员说，在24小时内，近140头巨头鲸先后在澳大利亚塔斯马尼亚岛海滩集体搁浅。先是60头巨头鲸冲向沙滩，几小时后，又有80头巨头鲸在同一地点搁浅死亡。由于鲸鱼搁浅地点很难抵达，救援人员只能将几头鲸鱼送回大海。　　塔斯马尼亚岛素以优美风景和宜人气候闻名于世，但几乎每年这里都会发生大批鲸鱼搁浅死亡的事情。据统计，过去80年间，此地共发生过300余起鲸鱼“集体自杀”悲剧。用澳洲媒体的话说，塔斯马尼亚就像是鲸鱼群公认的墓地。但科学家们至今不能确定，为什么鲸鱼选择这里作为生命的归宿？世代栖息在大海里的鲸群为什么会突然之间一反常态冲向海滩，它们真的在上演“集体自杀”的悲剧吗? 　　与捕食有关　　人们在为鲸鱼惨死扼腕痛惜的同时，对它们不合常理的古怪行为也感到困惑不解。传统观点认为，鲸鱼在追捕食物时，无意中陷入了海岸上的沙滩。但随着科学研究的不断深入，科学家们得出了很多不同的结论。　　美国伍兹霍尔海洋研究所的科学家发现，许多搁浅致死的抹香鲸的骨骼都出现了骨头坏死现象。科学家认为，这可能是由于它们浮上海面的过程过快。抹香鲸能潜到水下3200多米深的地方捕食。如果它们突然迅速浮上浅海，体液中的氮气就会涌出形成气泡。如果气泡纠结在组织中压迫神经，就会阻塞毛细血管，导致其肌肉缺氧。抹香鲸“自杀”很可能是他们觅食时升水过急而付出的代价。　　中了轮船的毒　　日本学者岩田久人在搁浅致死的动物尸体中检测到了高浓度的三丁基锡、三苯基锡等有机锡毒物。这些毒物来自于航海公司每年在船底涂刷的涂料。他认为，鲸鱼或海豚喜欢沿着船舶航线游戏追闹，它们的神经系统和内脏首当其冲受到溶于水中的有机锡涂料的毒害，辨别方向的功能遭摧毁，从而搁浅身亡。　　美国海洋生物学家达琳·凯顿在对巴哈马群岛的殉难鲸鱼做尸体解剖时发现，这些鲸鱼的内耳普遍有出血现象。他认为这极有可能是美国海军舰艇上使用的大功率声呐，造成鲸群丧失辨别方向的能力。　　太阳活动干扰鲸鱼定位　　阿根廷学者对发生于1997年马尔维纳斯群岛海岸约300头鲸鱼集体自杀事件分析后认为，当时太阳黑子的强烈活动引起了地磁场异常，发生了“地磁暴”，这破坏了正在洄游的鲸鱼的回波定位系统，令其犯下“方向性”的错误。　　美国一位地质生物学家发现，鲸鱼自杀的地点大多在地磁场较弱的地区。他认为，鲸鱼通常是顺着地磁场的磁力线方向游动的，而进入地磁场异常区的鲸鱼，往往还未反应过来就搁浅到沙滩上。　　《环球时报》(2005年10月28日第二十四版) 此次太阳风暴导致的极光。这幅照片在国际空间站上拍摄，展现了地球上空出现的亮绿色和红色极光，后一种颜色由辐射与大气层中的氮相撞所致。; 个人分类: 兴趣爱好|4356 次阅读|0 个评论

[转载]地学人写的情书: 热度 1 warlong 2011-4-24 22:53; 地学人写的情书卞勇你是沙漠中的绿洲，滋润着我干涸的躯体。你是热带风暴的中心，我在你周围激荡澎湃着。你是风沙和流水，把我的心一点一点侵蚀，让我毫无反抗能力。你是地球上的生命，我愿成为臭氧层，为你吸收紫外线；我愿成为地磁场，为你阻挡太阳风。我对你的爱，大如温盐环流，横跨三大洋表面底层，无所不包；细如微体化石，记录每一个爱你的细微信息。我会及时知晓你的心情，就像监测地震那样迅速。我会全面了解你的性格，就像勘探矿藏那样细致。我相信我们的爱会像宇宙一样亘古不变。即使经过多少次构造运动，沧海桑田，我们仍能在沉积或俯冲过程中相见，再次融合。即使我们的未来就像ENSO那样难以预测，我们相爱的心仍会像信风那样坚定不移。即使我们被风和水媒介的搬运分隔两地，我们仍能通过遥相关找到对方。我希望和你一起，飞到青藏高原上空，借着南亚高压的动力翱翔天际；深入古登堡面，沿着地幔对流漫游于地球内部；乘坐火箭到太空，在地球同步轨道上，不问世事，朝夕相对。就让我对你的爱，随着二氧化碳的增加而升温吧！就让我对你的爱，在太阳中微子爆发之前修成正果吧！就让我对你的爱，在黄土、冰芯、石笋、树轮的见证下永恒吧！ —– 可以猜猜她是研究什么的~就在这里面; 个人分类: 地勘驴歌|1680 次阅读|1 个评论

地磁场华丽转身，人类会不会找不到北？: 热度 2 xqhuang 2011-3-16 10:32; 地磁场华丽转身，人类会不会找不到北？今天搜狐网有这样一条新闻：磁北极正快速移往俄罗斯或将影响交通系统安全。该新闻读起来令人震惊，地球磁北极正在以前所未有的速度（大约65公里）向俄罗斯方向移动！人类会不会找不到北？大家都知道，地磁场对人类的生产、生活都有着极其重要的意义，它大大减少了太空宇宙射线对地球的侵袭，是地球万物的天然“保护神”。1831年科学家首次确定了地磁场的北极位置，它位于加拿大埃尔斯米尔岛。从此以后科学家一直在跟踪磁北极的变化，记录显示，最初的几十年，磁北极的位置几乎不变。奇怪的是，1904年开始，科学家发现磁北极居然动起来了，它以每年大约15公里的速度向东北方向漂移，1989年以后，它的转移速度明显加快，目前正以每年65公里的惊人速度移向俄罗斯，这将直接导致指南针每5年产生大约1度左右的误差。磁北极移动意味着什么？人类将面临怎样的挑战？科学家们通过对海底熔岩的研究发现，地球的磁场曾经发生过多次翻转。大量的研究表明，地球磁场平均每50万年翻转一次，而最近一次的翻转大约发生在78万年前。如果地磁场翻转的理论是正确的，从时间的角度，地磁场的确到了该翻转的时候了。从物理学角度，近一百多年来，科学家发现地磁场在不断减弱，目前磁北极正加速漂移。。。，这些现象是否预示着，地磁场新的华丽转身就要到来？它将如何转身？是用几千年时间的渐变？还是到达某个临界点的突变？如果是前者，它对人类和地球生物的影响应该不是太明显，如果是后者，人类将面临巨大的灾难，大概不是找不到北这么简单，它将是一场浩劫。; 个人分类: 乱七八糟|4547 次阅读|3 个评论

日本鲸鱼搁浅或是大地震的前兆: 热度 2 qujiangwen 2011-3-15 23:34; 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，此次日本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，鲸鱼搁浅很可能就是日本大地震的前兆。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。新西兰地震之前也出现同样的情况，也许是同样的原因。见 http://bbs.sciencenet.cn/home.php?mod=spaceuid=529903do=blogid=420794 英国《泰晤士报》曾经报道，科学家可能已经解开了海洋生物学上一个最令人费解的谜团：海洋动物如何在茫茫大海迁徙数千英里而不会迷路。他们发现了一些证据，证明海龟和鲑鱼可以读取它们出生地周围的地球磁场图，并将这些数据牢记在大脑里。鲸鱼和鲨鱼等很多其他生物可能正是利用类似的方法在海洋中自由穿行的。而且这些动物还能觉察并记下地球磁场的变化。北卡罗来纳大学教堂山分校的生物学教授肯尼斯?罗曼恩说：在一些岩石丰富的海区，磁矿石引起当地出现磁力异常现象。人们经常认为，这种异常现象对磁性敏感的动物来说可能是个问题，但是一种非常有意思的可能性是，磁力异常可能也被当作一个非常有用的标记。长期以来，科学家已经知道地球磁场在不断发生轻微的变化，而且每一个海洋都有不同的磁场特徵。但是他们不能确定是否海洋生物可以发现这些磁场特徵。人们一直认为鲑鱼可以利用鳃嗅河水，因而找到它们出生的河流，但是最近科学家意识到，这种方法只能在很短距离内产生作用；另一种可能性是流体力学。流体力学是水流和波浪的相互作用、海岸线和海床产生的水体运动形式。现在，罗曼恩和其他人正在努力证明海洋生物是通过三种方法在海洋中行进的，但是在长途迁徙中，磁导航应该是最重要的方式。罗曼恩选择研究海龟和鲑鱼的原因，是因为这两种海洋生物都会花费很长时间进行长途迁徙，但是它们永远都能记住如何返回家园。在其中一项试验中，罗曼恩证明了幼年海龟拥有一个内置地磁图，并在这个地图的引导下首次成功穿越了大西洋。目前关于鲸鱼为什么会自杀，有一种观点认为是磁场的原因。阿根廷学者对发生于1997年马尔维纳斯群岛海岸约300只鲸鱼集体自杀事件分析后认为，当时太阳黑子的强烈活动引起了地磁场异常，发生了 “地磁暴”，这破坏了正在洄游的鲸鱼的回波定位系统，令其犯下“方向性”的错误。美国一位地质生物学家发现，鲸鱼自杀的地点大多在地磁场较弱的地区。他认为，鲸鱼通常是顺着地磁场的磁力线方向游动的，而进入地磁场异常区的鲸鱼，往往还未反应过来就搁浅到沙滩 50头鲸搁浅日本东部海滩大约50头瓜头鲸4日晚在日本东部茨城县鹿岛市一处海滩搁浅，地方政府和志愿者5日帮助其中22头幸存的瓜头鲸重回大海。茨城县水族馆员工说，这些瓜头鲸体长2米至3米，体重300公斤左右，被海水冲至鹿岛市一座海滨浴场搁浅。包括水族馆和鹿岛市政府员工、附近居民、冲浪爱好者在内，大约200人5日上午赶到海滩，拯救这些瓜头鲸。他们不停地给瓜头鲸泼水，或者在瓜头鲸身下挖坑，让海水涌入，试着让瓜头鲸重新游回海中。鹿岛市官员说，最终仍有30条瓜头鲸死亡。救助人员花了大约8个小时把存活的瓜头鲸送回大海。鹿岛市官员说，死亡的瓜头鲸将埋葬在附近一处海滩。水族馆海洋动物展示科专家岛田正幸说：“早春时节，附近海域通常可以看到瓜头鲸环游。”他推测，搁浅瓜头鲸可能是集体追逐猎物时迷失方向，结果困在浅滩中。（新华社专电） http://news.ifeng.com/gundong/detail_2011_03/07/5007846_0.shtml; 个人分类: 兴趣爱好|7850 次阅读|1 个评论

地磁场产生原因：地球内核为什么自转变快: 杨学祥 2010-10-8 06:12; 地磁场产生原因：地球内核为什么自转变快杨学祥地球内核为什么自转变快？是由于重力分异的作用：物理学家傅承义认为，地球刚形成时是比较均匀的，而后发生了重力分异运动。所谓重力分异，可以简单地理解为，重的物质比如铁，向地心下沉，轻的如硅，往地表上升。由此，地球由一个匀速自转的均匀地球，演化为圈层差异旋转的分层地球，地壳、上地幔、下地幔、外核和内核旋转的角速度不同，理论计算的比值为0.6∶0.7∶1.06∶3∶27，其中内核旋转最快。地震波测量结果表明，内核旋转速度每年比地壳地幔快1。既然存在上升和下降及各层转动的不同，那么就有了能量的变化和转换，物体在高处受地心引力的作用而具有的能，称为重力位能，通过计算表明，重力分异使地球的重力位能减少，一部分变为热能，使地球内部部分物质熔融；而另一部分变为地核的旋转动能，使地核快速旋转。不同转速的地幔和地核之间的角动量交换又将动能转变为热能，积累在地核与地幔的边界，使外核成为地球深部唯一液态的圈层，造成这个液核的周期性热膨胀。重力收缩造成地球内缩，但地幔和地核之间的角动量交换将动能转变为热能积累在核幔边界，是地球内部局部膨胀的原因。通过重力分异，地球由一个匀速自转的均匀地球，演化为圈层差异旋转的分层地球，为地磁场产生提供了必要的条件。不同转速的地幔和地核之间的角动量交换又将动能转变为热能，积累在地核与地幔的边界，使外核成为地球深部唯一液态的圈层，造成这个液核的周期性热膨胀，并且使地球内核自转变慢，圈层差异旋转趋于消失。这是目前观测不到明显差别的原因。但是，重力分异过程将继续下去。参考文献 1 杨学祥, 陈殿友. 地核的动力作用. 地球物理学进展. 1996,11(1):68-74. 2 杨学祥, 张玺云. 热幔柱的启动动力. 世界地质. 1996,15(2):68-74. 3 杨学祥, 陈震, 刘淑琴, 宋秀环, 陈殿友. 地球内核快速旋转的发现与全球变化的轨道效应. 地学前缘. 1997, 4(1):187-193. 学者魏东平发表于2010-10-6 23:32:21 地球磁场的变化与倒转【漫谈地球物理2010-10-06】迄今，地球物理学领域存在很多重要的、具有挑战性的未能完全解决的难题，一些难题的解决，可能涉及物理学、化学及生命科学等领域的基础，更与我们人类生活的方方面面紧密有关。这样的一些问题包括：1、地震的孕育与发生机理；2、地球磁场的起源与维持机理；3、地幔对流与板块构造的关系，等等。以地球磁场的起源与维持机理为例，实际上，这是传统物理学的一个经典问题，基本上可以说，自近代物理学诞生以来，比如地球磁场的起源这样一类问题，便存于历代物理学家们的脑海之中，而一直挥之不去，并且到如今也没有找到一个特别令人满意的答案。关于地球磁场，其核心问题是：1、地球磁场是如何起源的？2、为什么地球磁场存在包括准周期在内的一系列变化，特别是存在地球磁场的准周期倒转现象？可以这样说，这样的问题彻底解决之日，必是其得到诺贝尔奖之时！我在博文再谈海底扩张与板块构造中，曾经谈到过地球磁场的倒转证据，在建立海底扩张与板块构造学说的过程中，曾经如何起到过重大的作用。很长一段时间以来，尤其是最近一百年来，有很多物理学家介入到这样的物理机理方面的研究与探讨，包括一些知名的研究量子霍尔效应的物理学家，相应地提出了关于地球磁场起源与运行机理的多个假定。相比较其它所有假说而言，地球磁场起源的发电机理论，能够解释更多的观测现象，特别是能够很好地解释产生准周期的地磁场倒转现象。例如该理论能够较好地解释在已经过去的近一亿年时间内，地球磁场曾经发生了超过150次的倒转现象，因而能够被多数的地球物理学家们所认可： 1995年，一个基于该理论的框架结构、并且比较激动人心的研究结果发表于Nature，其得到的大规模数值模拟结果显示（图一），地球磁场之所以发生如此的变化方式，是由于地球固体内核与整体地球之自转角速度的差异变化引起的。紧接着，便立刻跟进两个独立的地震学家研究小组，试图寻找到有关的地震学支持证据，他们的研究结果分别发表于1996年的Nature与Science，其获得的地震学证据都表明，现阶段地球的内核自转速度，一般地要快于整体地球的自转速度，其快速程度的上限分别被估计为：大约300年和120年左右快那么一圈（图二）。打个比方，如果每200年地球内核较整体地球的转速快一圈，这种情况意味着，设想一开始有两个都生活在北京这个经纬度位置的人，一个人站在地球表面，另一个人站在地球的内核表面。但随着时间的慢慢前移，生活在内核表面的那个人，便会越来越早一些地较地表之人，看到太阳的东升西落；这样累积至200年后，生活在内核表面的那个人，便会看到太阳从东方的地平线上多升起一次。自1996年之后，包括最初的两个研究小组在内的更多研究小组，对此进行了持续的跟进研究。不过，这一系列有关地震学方面的研究结果，基本上给出了一个逐渐变小的趋势估计，大致到超过约5000年快一圈，可能要超过1万年才快那么一圈的程度；部分研究甚至得不到一个明确的地震学支持证据。需要说明的是，我们站在地球表面观测到的地球磁场之变化规律，即近地表地球磁场一直变化，并且存在倒转的情况，与我们进入到远离地球的外太空中，所观测到的地球磁场情况，具有极大的不同；后者的最大特点就是，环绕地球磁极的N极方向，恒定指向地球的地理南极之上方。主要参考文献： 1、Glatzmaier G A and Robert P H, 1995, Nature, 377, 203-209. 2、Song X and Richards P, 1996, Nature, 382, 221-224. 3、Su W et al., 1996, Science, 274, 1883-1887. 本文引用地址： http://www.sciencenet.cn/m/user_content.aspx?id=370386 http://news.lnd.com.cn/htm/2009-11/12/content_908356.htm 对话杨学祥地球在瘦身吗 2009-11-12 06:03:33 来源: 辽宁日报世界主要火山、地震分布示意图。地壳。 □制图／董昌秋　　 □制图／董昌秋　　　　■专家档案　　杨学祥吉林大学地球探测科学与技术学院教授。主要从事地球动力学研究，发表文章近百篇，出版专著《地球差异旋转动力学》一部。主持完成国家自然科学基金资助项目地球各圈层能量交换过程与全球变化的关系。 2000年被评为吉林省第六批有突出贡献的中青年专业技术人才。2004年被聘为中国地球物理学会天灾预测专业委员会委员。　　据媒体报道，俄罗斯地质学家奥尔列诺克表示，我们的星球正在萎缩。他在一篇研究论文中报告称，将古代的起伏结构与当前的结构进行了比较后得出结论：45亿年前，地球表面刚刚开始凝固，当时的这颗蓝色星球平均球半径为6956公里，现在已减少585公里，也就是缩了近1/10。奥尔列诺克是康德俄罗斯国立大学教授，30多年来，这位地质学家一直研究地球海洋及地壳构造。　　对上述结论，另一位地质学家舍甫琴科表示，地球萎缩理论势必引发巨大争议。他说：基于古代结构对古代地球半径进行准确计算是不可能的，除了地球萎缩理论外，有人同样提出了膨胀或振动理论。　　那么，地球到底是膨胀还是缩小了呢？它的收缩或膨胀对自然界、对我们人类的生活到底会有怎样的影响？它与地球气温变暖之间又存在着怎样的联系呢？　　地球表面的张裂和褶皱同时存在，单纯的地球收缩说和膨胀说都站不住脚　　辽宁日报：杨教授，近日，各大网站科技新闻上出现了这样一则报道：俄罗斯地质学家维亚切斯拉夫奥尔列诺克表示，我们的星球正在萎缩。自诞生之初以来，地球的平均球半径已减少了585公里。缩小了585公里可不是一个小数字，我们知道，地球的平均半径目前为6371公里，也就是说，缩了近1/10，如果按表面积来算的话，地球表面积的缩小是十分巨大的，您怎样看待这个结论？　　杨学祥：这一结论的得出确实有值得商榷的地方。虽然没有看到原文，但根据地球物理学的基本知识及前沿成果来看，这个结论的最大问题是关于远古时期地球半径的估计，特别是十几亿年前的地球半径我们现在还无法确切地得到，也就是说，他的地球之初的半径估计缺乏足够的证据，这篇报道的最后也谈到另一位俄罗斯地质学家的质疑：基于古代结构对古代地球半径进行准确计算是不可能的。仅仅凭借古代的地球表面的起伏结构与当前的结构进行比较来得出结论是站不住脚的。有不少地质物理学家根据古地磁变化估算出的结果，是地球比照远古时期是膨胀了而不是收缩。截然相反的结论需要更多证据来验证。　　关于地球收缩还是膨胀，地学界从19世纪就开始探讨，由于地球物理学等理论及实际探测手段的匮乏，这个问题一直存在争议，但也是在这种探讨甚至争议中人类认识水平不断得到进步和完善。 19世纪20年代末，法国科学家博蒙提出了地球收缩的假说。随后，地球物理学先驱L开尔文提出了地球冷凝的物理模式。之后一些地球物理学家用收缩和冷凝学说，说明了地球表面地质的褶皱、凹陷等的形成地球几百公里以下的地球内部温度很高，但最外部的圈层，已经变得相对较冷，一冷了，地球表面就要向内收缩，形成挤压、褶皱等地形。收缩说首次提出了具有明确物理基础的全球性动力地质原因。但是收缩说从提出开始就遇到难以克服的困难，主要是无法证实地球表面的构造确实是由收缩造成的，它对许多地质张裂类型构造无法解释。 100年后，也就是20世纪20年代中期，放射性射线被发现，经过计算得知，地壳中同位素衰变放热，可能导致地球热胀。这样，地球收缩说就站不住脚了。　　辽宁日报：也就是说，地球收缩还是膨胀，还是由冷热引起的热胀冷缩？　　杨学祥：从原理来说，冷热是最主要的原因。　　辽宁日报：既然地壳中同位素衰变放热可能导致地球热胀，是否就有了膨胀说，它占据主流了吗？　　杨学祥：上世纪30年代，有科学家提出了地球膨胀假说，并认为在膨胀的作用下，古地球连在一起的大陆裂开了，就像一个人胖了之后，原来的衣服被撑破了一样，漂移后形成今天各大洲的样子。但膨胀说也没有占主流，主要是缺乏足够的膨胀动力。我们研究膨胀还是收缩的目的，主要是为了探讨地球，主要是地壳变动的动力来源。通常是先从理论上设想膨胀了之后会怎么样，收缩了又会怎么样，然后再以实际的地质变动加以证明。但是单独的地球膨胀说和收缩说很难对许多地质构造和变动作出合理的解释。目前公认的解释地壳运动、地质变动的学说，是在大陆漂移学说和海底扩张（地幔物质涌出）学说的基础上提出的板块构造学说。关于这个学说介绍的很多，大家可能都有所了解。　　目前地球是南半球膨胀、北半球收缩，但幅度只有每年1至2厘米　　辽宁日报：那么就地球膨胀还是收缩来说，膨胀说和收缩说是否还有价值？　　杨学祥：由于地球内部也好，表面也好，确实存在着变冷或变热的情况，有冷热变化，膨胀和收缩就会存在。单纯的膨胀说和收缩说都有一定的科学道理，但不全面。有科学家提出，地球在历史演变过程中既存在着膨胀也存在着收缩，地球是一个既能膨胀又能收缩的统一体，只是时期不同而已，即脉动说，并认为收缩的时候形成了地球表面的挤压地带，膨胀的时候形成了张裂地带。这一学说的重要证据，就是冰期和间冰期的发现和证实，表明地球表面可变冷也可变热。同时有科学家把大陆漂移、海底扩张以及大陆内部各级构造运动都归于地球的膨胀。他们各从不同的角度看到了事物的一面，都有一定的科学价值。简单的肯定和否定都是不科学的，需要综合研究。　　辽宁日报：目前的情况是怎样的，地球是胀还是缩？用什么办法能够准确地测量地球的大小？　　杨学祥：自从有了卫星后，对地球半径、大小的实时测量就比较准确了。就近些年来说，地球的北半球是造山带集中且不断收缩挤压的冷半球，半径变短；南半球则不断扩张开裂，在膨胀，半径变长。通过卫星测量与计算，证明每年北半球半径收缩1-2厘米，南半球半径的扩大为1-2厘米，大约每年变化的数值不超过2厘米，即地球正在不对称膨胀和收缩。我国地球物理学专家傅容珊认为，在过去的几个百万年的时间内，地球总体仅有轻微的扩张，其半径扩张率每百万年小于200米。这一速率远低于以前一些地球膨胀说的估计。　　地球内部的能量转换产生的冷热变化，导致地球内部既收缩又膨胀　　辽宁日报：是什么原因造成了北半球缩、北半径减的情况？　　杨学祥：物理学家傅承义认为，地球刚形成时是比较均匀的，而后发生了重力分异运动。所谓重力分异，可以简单地理解为，重的物质比如铁，向地心下沉，轻的如硅，往地表上升。由此，地球由一个匀速自转的均匀地球，演化为圈层差异旋转的分层地球，地壳、上地幔、下地幔、外核和内核旋转的角速度不同，理论计算的比值为0.6∶0.7∶1.06∶3∶27，其中内核旋转最快。地震波测量结果表明，内核旋转速度每年比地壳地幔快1。既然存在上升和下降及各层转动的不同，那么就有了能量的变化和转换，物体在高处受地心引力的作用而具有的能，称为重力位能，通过计算表明，重力分异使地球的重力位能减少，一部分变为热能，使地球内部部分物质熔融；而另一部分变为地核的旋转动能，使地核快速旋转。不同转速的地幔和地核之间的角动量交换又将动能转变为热能，积累在地核与地幔的边界，使外核成为地球深部唯一液态的圈层，造成这个液核的周期性热膨胀。重力收缩造成地球内缩，但地幔和地核之间的角动量交换将动能转变为热能积累在核幔边界，是地球内部局部膨胀的原因。　　辽宁日报：就是说，从地球内部来看，确实是既收缩，又膨胀？　　杨学祥：是的，但就对自然界的影响来说，热膨胀的影响要大于地球内部的收缩。热膨胀使地核、地幔边界的热物质涌动，往地表上升，称为热幔柱，在地壳薄弱的地方喷涌而出，就形成了众所周知的火山爆发，并带来金、铁、铜等重金属矿藏。　　辽宁日报：火山喷发对自然界的改变，特别是对气候、气温会产生很大影响。　　杨学祥：在距今1.455亿年前到6500万年的中生代的白垩纪，热膨胀使地球的火山活动特别剧烈，那时的气温比现在高10℃至15℃，海洋底层温度比现在高15℃，这与大规模的海底火山活动相对应。　　辽宁日报：白垩纪以后，好像气温又降低了，是什么原因？　　杨学祥：刚才提到各圈层转动差异产生能量交换，但能量交换一段时期后的结果，是各圈层转动差异减少直到消失，各圈层转动速度趋于一致，即动能向热能的转换消失，核幔边界积累的热能因热幔柱喷发而减少，热源的消失使收缩作用占了主导地位。随之而来的就是近1亿年以来，火山活动的减弱，地球进入第四纪大冰期。但地球内部的位能和动能、动能和热能的能量交换是交替进行的，可以用此起彼伏来理解，所以，即使在第四纪大冰期中，又有10万年的亚冰期和亚间冰期的周期转换。最近的一次亚间冰期（全球气温较高的时期）起始于 1万年前，气温升高、全球变暖使海平面升高130米。同时我们也知道，地球表面2 ／3的面积为海洋，1 ／3的面积为大陆，而65%的大陆集中在北半球，并向北极圈一面集中，形成陆半球；南半球为水半球。据测量和计算，北半球的冰盖和大陆冰川在这一时期大部分融化，海平面升高，导致作为水半球的南半球膨胀、北半球收缩。同时，地球的重心向南半球偏移，地核向南半球偏移又导致热能在南半球的释放，使膨胀的海洋南半球和收缩的陆地北半球更加明显。　　地球的收缩、膨胀导致的地壳运动有可能给人类带来强震频发等一系列灾害链，这一点在未来十几年显现出来的可能性更大　　辽宁日报：南胀北缩原来是这么形成的！它将会对我们当今的人类生活产生什么影响？　　杨学祥：比较重要的及大家最关心的影响，可能就是地质构造活动对气候变化的影响，特别是地质灾害及其引发的气象灾害。大家都知道现在是全球变暖，这有人类排放二氧化碳增多的因素，但从自然方面来说，我们目前正处于亚间冰期，气温本身也是较高的，促使南北极的冰盖融化，海水增减产生了大洋地壳水均衡作用，这也是地表最显著的物质和能量的转移运动。当某地域洋壳由于海水增加、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，当某地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。这是全球变暖使海平面上升后全球强震和火山活动异常强烈的原因。　　辽宁日报：听了您刚才的讲解，给我的总的印象就是地球的膨胀和收缩是导致气候变暖或变冷的重要原因之一，反过来，气候变暖和变冷对地球的膨胀和收缩产生了重要影响。近几年发生了一些大的海啸、地震、台风等地质灾害，也可以说是由地球膨胀、收缩加剧造成的。　　杨学祥：是的，地球的膨胀、收缩运动对全球气温变化产生重要作用，这是从大尺度、大周期的角度来说。但显然，人们更关心前后几十年的情况。总的来说，全球变暖使海平面上升，海平面上升带来的地壳均衡运动将给人类带来强震频发、飓风增强、冻害突发、流感暴发等灾害链，这一点在未来十几年将体现得更明显。　　辽宁日报：为什么这么说？地震、冻害、流感确实近几年都发生了，具体是什么原因？　　杨学祥：关于地震的原因，我们刚才提到，比较明显的是2004年印尼的海啸，其实就是由8.7级深海巨震引发的（2005年和2007年又发生两次8.5级以上地震）。而深海巨震的一个重要效果就是将海洋深处冷水迁到海面，使水面降温，冷水吸收较多的二氧化碳，又因为海洋面积的广大，从而使地球气温有所下降（虽然从大的时间段来看是变暖的趋势）。太平洋上空的被称为拉马德雷高空气压流处于冷相位，而这个冷相位统治开始的时间就是2000年以后（大约延续二三十年，巨震发生较频繁），这也是2008年1月中国南方罕见冰雪冻灾的重要原因。而上世纪八九十年代的气温上升与人类活动使二氧化碳排放量增加有关，同时也与这一时期没有发生巨大的海震有关。在拉马德雷冷相位中的厄尔尼诺年易发生低温冷害，流感病毒对低温抵抗力较强，因此，流感暴发的可能时间就是拉马德雷冷相位时期的厄尔尼诺年，已经预测的厄尔尼诺年有2009、2011、2015和2018年。　　□本报记者／刘洪宇 http://news.lnd.com.cn/htm/2009-11/12/content_908356.htm; 个人分类: 全球变化|6085 次阅读|0 个评论

[转载]地球南北极迅速倒转理论再添新证据: 杨学祥 2010-9-27 15:34; 地球南北极迅速倒转理论再添新证据 http://www.sina.com.cn 2010年09月09日07:10 中国天气网　　　　地球的磁极倒转大约每20万年发生一次，北极变成南极，南极变成北极。如果科学家构建的地核模型正确的话，整个翻转过程通常也要花上四五千年，不可能倒转得更快。但据美国物理学家组织网9月6日报道，现在科学家再次发现了证据，磁极倒转或只要几年时间就能发生。　　首次发现地磁场快速倒转的证据是在1995年，美国岩石研究院地质学家斯科特博格领导的一个研究小组，在俄勒冈州史汀斯山脉发现了保存完好的火山岩。这种熔岩的磁像很不寻常，其磁场改变的速度达到每天6度，比一般岩石要快1万多倍。随着熔岩的冷却，它的磁像被保存在磁性晶体里面。　　这一奇异熔岩的发现曾引发争议，许多科学家质疑这种快速倒转理论。但现在博格和美国地质调查团成员乔纳森格莱恩再次找到了证据。他们在内华达州的战役山发现了约1500万年前的古老熔岩。熔岩中保存的记录经鉴定显示，磁场每年移动了53度。熔岩开始变冷，但在一年内它被新的岩浆埋没时，再次变热。岩石中的晶体被新鲜岩浆再次磁化，产生了53度的改变。这意味着磁极交换只要4年多时间就能完成。但博格说，这也表示在稳定运动中的一个迅速加速时期。　　也有一些地质学家认为，自从上个世纪地球磁场削弱后，极性倒转被推迟了。上一次的持续倒转发生在大约78万年前。不过，即使我们要面对一个超快的倒转，对大部分人来说也并不明显。（作者：常丽君） http://weather.news.sina.com.cn/news/2010/0909/59323.html; 个人分类: 科普文章|2774 次阅读|0 个评论

地磁场减弱资料汇编：全球变暖可能与地磁场减弱有关: 杨学祥 2010-9-27 09:33; 过去发表的博文很多都遗失了，特别是《光明观察》上的博文，好在有其他网站的转载，可收集起来继续流传。关于地磁场减弱的文章很重要，这里收集到两篇，可配合2013年太阳黑子峰值年的讨论。全球变暖可能与地磁场减弱有关硅丰科技新闻来源：上海环境热线　　　　　　　　　　　全球变暖可能与地磁场减弱有关　　　　　　　　　　　　　　　　杨学祥　　美国地球物理学家进行的一项最新研究表明，地球在32亿年前就已经拥有相当强大的磁场。地球上一些特定的岩石中含有微小的长石或者石英晶体，这些纳米级的磁包合物在快速固化的过程中记录下了地磁场的信息。以往，科学家从岩石中得到的唯一数据表明，当时的地磁场强度可能只有现在的十分之一。　　科学家对取自南非花岗岩中保存最好的长石和石英颗粒进行研究发现，远古地磁场的强度非常接近于现在。而且研究数字表明，当时的地磁场出人意料地强大和猛烈。因为它意味着地球在32亿年前就已经拥有固态内核，这是理论模型所始料未及的。科学家表示，这说明在地球的最早期阶段，地磁场就已经可以很好抵御太阳风，从而使地球大气层没有被逐渐剥离，地球上的生物也免于遭受致命的辐射。专家表示，对于地球早期过程的深入了解，将对大气层和生命进化研究具有重要意义。该成果发表在4月5日的《自然》杂志上。　　联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)2日发表的第四份气候变化评估报告梗概说，从1750年开始，全球二氧化碳、甲烷以及氧化亚氮的含量一直以惊人的速度增加，目前已经远远超出工业革命前的水平。二氧化碳的增加主要是人类使用化石燃料所致，而甲烷和氧化亚氮的增加主要是由于人类的农业生产活动。最近50年来的增温迅猛很大可能是由人类活动产生的温室效应引起的。　　除了温室效应之外，全球变暖可能地磁场减弱有关。历史数据表明，温暖气候不仅与大气中高浓度的温室气体对应，而且与低强度的地球磁场对应；反之，寒冷气候不仅与低浓度的温室气体对应，而且与高强度的地球磁场对应。　　科学家的近期研究表明，地球磁场正在迅速减弱。在过去的160年里，磁场强度令人吃惊地下降了10%。12月11日美国地球物理协会会议上的一份报告指出，即使这只是个暂时现象，地球的大气层也可能会受到某种损害。磁场减弱使得地球容易受到来自太阳和太空的高能粒子的伤害。当太阳粒子长驱直入到地球已被削弱的磁场保护罩中去的时候，越来越多的卫星可能遭到破坏。计算机模型也表明，如果偶极子磁场继续减弱，大规模太阳风暴中的质子流将在几个月至数年内毁掉地球高纬度地区40%的臭氧。（资料来源： http://china.sciencemag.org/china/scinow/2003/1212-1.shtml ） 1 地球磁场出现大洞据英国《泰晤士报》2003年1月12日报道，人造卫星收集的最新资料证明，地球磁场已出现数个大洞。科学家分析后认为，这标志着此前预测的南北两极大翻转即将开始。丹麦行星科学中心一个研究小组，近日详细分析了丹麦阿斯泰兹号人造卫星收集的最新资料，在对比新旧数据后惊讶地发现，地球两极的磁场正以惊人的速度变化着，南大西洋和北冰洋的磁场都出现了多个大洞。因此，这些科学家认为，南大西洋和北冰洋下方的液体金属地核(外核)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翻转。科学家通过对1980年～2000年的地球磁场研究发现，地球磁场存在很大的地理差异：非洲、欧洲和大西洋的磁场变化非常大，而在亚洲、太平洋地区变化较小，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。（资料来源： http://database.cpst.net.cn/popul/wides/artic/30402204450.html ）巴黎地理学会的科学家高斯尔#8226;胡洛特通过观测发现，在靠近地球两极的地方，地球磁场差不多已经完全消失。通过研究，他发现地球两极处的外核的液态金属流形成了两个巨大的漩涡，这两个旋转着的漩涡增大和扩散后产生的新磁场，将逐渐削弱和抵消原来的主磁场。这是地球极性产生翻转的第一步。胡洛特称，地球南北极颠倒一下，本不是什么可怕的事。关键是在两极翻转的过程中，赖以保护人类免受太阳高能粒子强烈辐射的地球磁场将会完全消失，地球将整个暴露在各种致命的宇宙射线下；并且会加热大气层上层，引起全球气候改变；损坏所有位于地球近地轨道上的导航和通讯卫星；此外还会使地球上所有的迁徙性动物失去定向能力。（资料来源： http://database.cpst.net.cn/popul/wides/artic/30402204403.html ） 2 本世纪末北极圈可能完全消失根据美国航空航天局的研究，由于地球气温持续上升，北极圈的广大冰层正快速溶解，可能在本世纪内完全消失。北极圈冰层目前是以每十年百分之九的速度溶解，如果此一速度再继续维持几十年，北极圈冰层也许会由于地球气温上升以及冰层、海洋与大气层之间加速溶解过程的互动而在本世纪完全溶化。美国航空航天局指出，北极圈冰层溶解不会影响海平面，但是可能在夏季对海运线、浮游生物、洋流系统和全球气温造成重大的冲击。（资料来源： http://database.cpst.net.cn/popul/focus/artic/21218094821.html ）最新科学考察结果表明，2002年夏季，北冰洋冰块和格陵兰冰川大量融化，速度达到几十年来最快。2002年12月，美国多家机构同时发出警告：今年北极的夏季遭受了历史上罕见的炎热，大汗淋淋的北极面临危机！12月初，美国航空航天局(NASA)公布了最新卫星记录：北冰洋的冰块正以高出往日9%的速度融化，面临在本世纪末全部消失的危险。12月7日，美国科罗拉多大学的环境专家在美国地球物理联合会( AGU )上发表论文称，今年9月份，北冰洋的冰面缩小了4%，为1978年以来之最。20年前，北极夏天的平均冰层厚度为4.88米，而现在只有2.75米左右。波弗特海、楚科奇海、东西伯利亚海、拉普捷夫海的冰块都大量损失。甚至北极一些海拔2000多米的高地也出现了冰雪融化的现象，而这些地方通常十分寒冷，冰雪冻得十分结实。截至2002年9月夏季结束时，北冰洋的冰块覆盖面积下跌至约518万平方公里，比历史同期水平至少缩小了103万平方公里。卫星图片和数据还显示，2002年夏季格陵兰岛冰雪流失严重，达到12年来的最高值68.6万平方公里。1979年，美国的卫星开始直接测量海上冰块面积，多年以来的观测结果显示，格陵兰岛的冰雪融化面积以16%的速度增加，海平面也在不断上升。科学家警告说，格陵兰岛的温度每增加1华氏度，海平面的上涨速度就会增加10%。目前，格陵兰岛屿周围的海水每10年就增加1.27厘米。美国国家冰雪数据中心的马克#8226;塞瑞兹教授说，2002年北极的夏季较往年炎热，而且暴风雨频繁，冰块容易碎裂和融化，这是造成海洋冰面缩小的直接原因。但是，追究其深层次原因，塞瑞兹认为，自然界循环变化、温室气体排放、臭氧层遭破坏等等都与之有关。（资料来源： http://database.cpst.net.cn/popul/focus/artic/21216100618.html ） 3 南极海冰正在融化 2002年3月，南极半岛的拉森B陆缘冰出现了大面积坍塌，一块相当于美国罗得岛州大小的冰山从这里脱离，坍塌面积创近30年纪录。科学家还发现，近年来从南极洲脱离的冰山正越来越多。有人怀疑，这与全球气候变暖有关。以拉森B为例，在过去50年中，它的体温上升了2.5摄氏度。取自南极冰芯的证据显示，从20世纪50年代开始，这一地区海洋冰的量减少了20%。Mark Curran和同事对取自南极Law Dome海岸冰芯中的甲基磺酸(简称MSA)的浓度进行了分析。MSA是由海水表面的海藻产生的，南大洋中海冰的存在会影响MSA的浓度。作者们显示，冰芯中MSA的含量与附近冬春季海冰边缘的位置有关。他们对比了过去22年中MSA的含量与卫星测量的海冰记录，发现这两者有较好的吻合。因此，Curran的小组将冰芯中MSA含量的记录追溯到了1840年，作为海冰范围的一个替代标志。由此得到的海冰消失的图像与其它来自如捕鲸的记录、企鹅的记录、早期航海记录、以及气候模型等完全一致。（资料来源； http://china.sciencemag.org/china/scipak/2003/1114.shtml ） 4 臭氧洞漏能效应和地磁层漏能效应新的模拟结果支持这样的观点：南极洲上空臭氧层的减少对南极的气候变化负直接责任。环绕南极的西风在最近几个十年中增强了。模拟的结果与观察到的气候变化一致，表明平流层的臭氧减少事件最终会影响到地球表面的气候。这为我们在1999年提出的臭氧洞漏能效应和地磁层漏能效应提供了证据。太阳活动的循环变化对气候变化非常重要，臭氧在很大程度上放大了太阳活动周期的效应。到达地球的太阳辐射能大约有2%被平流层的臭氧吸收，7%被电离层吸收。太阳活动最强时，更多的射线照到地球。太阳辐射的变化幅度很可能只有0.1%~0.3%，但是，氟里昂、增强的太阳风和南极大气涡旋大量破坏南极臭氧，臭氧洞漏能效应和地磁层漏能效应使平流层变冷对流层变暖。收缩的平流层自转变快，膨胀的对流层自转变慢。这是赤道高空风产生的一个原因。实验发现，臭氧层损耗最严重的时刻多发生在极地长夜即将结束的时刻：日出破坏臭氧。研究人员认为，这是由于该地区空气中的浮质以及地表的积雪带来的一系列释放出溴或氯原子的化学反应引起的。事实上，对氟里昂的研究导致大气氯离子层和钠离子层的发现，大气中的钠离子和氯离子是氯化钠光解的结果。氟里昂的光解、氯化钠和氯化氢的光解和电解都可以产生氯离子。我们曾指出，大气中的氯离子不仅来自氟里昂，而且来自温暖海水中NaCl的蒸发和光解、大气与海洋的放电作用（电解食盐水）、酸雨（富含CO2和SO2）对海水中CaCl2的复分解反应和火山喷发。气温下降，海洋表面温度降低，将导致NaCl蒸发和CaCl2复分解反应的减慢。1998年6月到2000年6月持续两年的强拉尼娜事件使赤道东太平洋表面海水从1998年6月到2001年末一直处于低温状态，1998-2000年强拉尼娜事件导致了2002年臭氧洞的快速弥合；反之，2002年厄尔尼诺事件导致2003年南极臭氧洞的异常扩大。这是海气相互作用的典型事件, 也是臭氧洞与厄尔尼诺事件相关的原因。高空的物质分布与物质的密度有关。臭氧(48) 比氯离子（35.5）重，比氯分子（71）轻。两极的极昼和极夜交替使氯在一年内因得失光照而在离子态和分子态之间反复变化，又因重力作用而穿梭于臭氧层，对流层在极昼开始后迅速膨胀形成的绕极大气涡旋起强化作用。这是两极在极昼初期形成臭氧洞的基本原因。臭氧洞漏能效应使被臭氧层阻隔的2%太阳能由平流层进入对流层，导致南极平流层变冷对流层变暖。南极大陆边缘的海冰大量融化，打开德雷克海峡的海冰开关，减弱秘鲁寒流，进一步增强厄尔尼诺现象。与此同时，增高的海洋表面温度使更多氯元素从海洋进入大气，使臭氧洞进一步扩大。过去人们认为，破坏臭氧的含氯化合物都是人为产生的。最近发现，天然生成的溴也是臭氧的破坏者；由腐烂植物所产生的氯化碳氢化合物在土壤、沉积物和天然水中的分布比无机氯更丰富。W.H. Casey指出，这个发现带有惊人的社会和科学意义。这些新发现再次证明：全球变暖和南极臭氧洞的形成，既有人为因素，也有自然因素。我们在2000年就指出，海底甲烷通过海底锅炉效应进入大气是温室效应的重要因素。一项新的研究发现了表明海底甲烷的大量释放与4万年前全球变暖的时期有关的直接证据。我们必须关注地磁环境的异常变化：地球磁场正在不明原因地迅速减弱。在过去的160年中，磁场强度令人吃惊地减少了10%。如果地球磁场变得更弱的话，便很容易受到来自太阳和太空中的高能粒子的侵害。计算机模型也表明，如果两个磁极的强度继续减弱，则来自太阳的大型质子风暴便可能使高达40%的地球高纬度臭氧被破坏，每次的破坏时间将长达数月至一年之久（资料来源： http://www.hx863.com/nf_ivindex.asp #）。这为南北极海冰融化提供了合理的解释，也为地磁层漏能效应和臭氧洞漏能效应提供了证据。全球变暖可能与地磁场减弱有关。参考文献 1．王瑀。地质学家研究发现：幼年地球拥有强大磁场。中国地震信息网。供稿源自：中国地质环境信息网 http://www.csi.ac.cn/kjdt/kjdt/458.htm 2．任霄鹏。《自然》：地球幼年期就拥有强大磁场。2007年4月06日气象港。 http://qxg.com.cn/n/?fc=ndcid=0nid=11847 3．卢苏燕。联合国报告得出结论：全球变暖90%是人惹祸。2007年02月03日 10:48 新浪科技 http://tech.sina.com.cn/d/2007-02-03/10481368291.shtml 4．Nathan P. Gillett and David W. J. Thompson. 2003. Simulation of Recent Southern Hemisphere Climate Change. Science. 302: 273-275. 5．David J. Karoly. 2003, Ozone and Climate Change. Science. 302: 236-237. 6．杨学祥, 陈殿友. 2000, 构造形变、气象灾害与地球轨道的关系. 地壳形变与地震, 20(3): 39~48. 7．杨学祥, 陈殿友, 宋秀环. 太阳风、地球磁层与臭氧层空洞. 科学（中文版）, 1999, （5）：58-59 8．Krishna L. Foster, Robert A. Plastridge, and Jan W. Bottenheim. 2001. The Role of Br2 and BrCl in Surface Ozone Destruction at Polar Sunrise. Science. 291: 471-474. 9．杨学祥. 2000, 大气氯粒子层的形成原因. 中国学术期刊文摘, 6（3）：370~371 10．Kai Hebestreit, Jochen Stutz, David Rosen, Valery Matveiv, Mordechai Peleg, Menachem Luria, and Ulrich Platt. 1999. DOAS Measurements of Tropospheric Bromine Oxide in Mid-Latitudes. Science, 283: 55-57. 11．Satish C. B. Myneni. 2002. Formation of Stable Chlorinated Hydrocarbons in Weathering Plant Material. Science, 295: 1039-1041. 12．W. H. Casey. 2002. The Fate of Chlorine in Soils. Science, 295: 985-986. 13．杨学祥. 2000,对冰期和小冰期气候变化因素的探讨. 自然杂志. 22(6):358~362. 14．Kai-Uwe Hinrichs, Laura R. Hmelo, and Sean P. Sylva. 2003. Molecular Fossil Record of Elevated Methane Levels in Late Pleistocene Coastal Waters. Science. 299: 1214 -1217. 15．杨学祥.关注全球灾害频发的地磁环境 (2004-2-24) .光明网.光明观察.http://www.gmw.com.cn/3_guancha/2004-2/24/964001.htm http://www.envir.gov.cn/forum/2007/200711517.htm http://guancha.gmw.cn/show.aspx?id=4682 http://www.gforce.cn/new1/shownews.asp?id=135 『科技』气候变化被忽略的重要因素：地磁场强度的长期减弱（转载）作者：675443227 提交日期：2009-09-23 12:48:00 访问：7 回复：0楼主气候变化被忽略的重要因素：地磁场强度的长期减弱杨学祥光明观察刊发时间： 2007-6-10 15:39:42 http://guancha.gmw.cn 美国地球物理学家进行的一项最新研究表明，地球在32亿年前就已经拥有相当强大的磁场。地球上一些特定的岩石中含有微小的长石或者石英晶体，这些纳米级的磁包合物在快速固化的过程中记录下了地磁场的信息。以往，科学家从岩石中得到的唯一数据表明，当时的地磁场强度可能只有现在的十分之一。科学家表示，这说明在地球的最早期阶段，地磁场就已经可以很好抵御太阳风，从而使地球大气层没有被逐渐剥离，地球上的生物也免于遭受致命的辐射。专家表示，对于地球早期过程的深入了解，将对大气层和生命进化研究具有重要意义。该成果发表在2007年4月5日的《自然》杂志上。联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)2日发表的第四份气候变化评估报告梗概说，从1750年开始，全球二氧化碳、甲烷以及氧化亚氮的含量一直以惊人的速度增加，目前已经远远超出工业革命前的水平。二氧化碳的增加主要是人类使用化石燃料所致，而甲烷和氧化亚氮的增加主要是由于人类的农业生产活动。最近50年来的增温迅猛很大可能是由人类活动产生的温室效应引起的。除了温室效应之外，全球变暖可能地磁场减弱有关。历史数据表明，温暖气候不仅与大气中高浓度的温室气体对应，而且与低强度的地球磁场对应；反之，寒冷气候不仅与低浓度的温室气体对应，而且与高强度的地球磁场对应。研究表明，20世纪80年代全球迅速变暖与平流层臭氧急剧减少密切相关，而60年代降温与同期平流层臭氧含量增加一一对应。地磁偶极矩近百年来减少5%，与气温变暖和臭氧减少相对应，而60年代地磁偶极矩波动变化。这表明，地磁变化、臭氧变化和气温变化起源于同一变化机制。地磁层阻挡太阳高能粒子进入大气层是强地磁场对应冷气候的原因。根据米兰科维奇天文冰期理论，地球轨道三要素有2（近日点进动周期）、4（黄赤交角周期）、10万年（地球公转轨道偏心率周期）的变化周期；冰芯同位素测量得到冰期与间冰期的气候变化也有2、4、10万年变化周期；地磁场强度也有2、4、10万年变化周期。近百年来全球变暖可能与地磁场减弱有关。新华网2002年4月2日专电：日本政府系统的产业技术综合研究所日前发表新闻公报，称该所对230万年的海洋沉积物进行测定后认为，地磁在以10万年为一个周期发生着变化。公报说，这些海洋沉积物是从新几内亚岛附近海底取出来的，长度达42米。该所科学家山崎俊嗣等使用高灵敏度的磁强计对其中的微粒进行了测定，结果发现，地磁强度和磁倾角在以10万年为一个周期发生着变化，这与地球公转的椭圆形轨道的变化周期及冰河期的变化周期相一致。据认为，这是沉积物中所含有的磁铁矿等的微粒受到了地球公转轨道变化及冰河期变化的影响的结果。新的模拟结果支持这样的观点：南极洲上空臭氧层的减少对南极的气候变化负直接责任。环绕南极的西风在最近几个十年中增强了。模拟的结果与观察到的气候变化一致，表明平流层的臭氧减少事件最终会影响到地球表面的气候。这为我们在1999年提出的臭氧洞漏能效应和地磁层漏能效应提供了证据。太阳活动的循环变化对气候变化非常重要，臭氧在很大程度上放大了太阳活动周期的效应。到达地球的太阳辐射能大约有2%被平流层的臭氧吸收，7%被电离层吸收。太阳活动最强时，更多的射线照到地球。太阳辐射的变化幅度很可能只有0.1%~0.3%，但是，氟里昂、增强的太阳风和南极大气涡旋大量破坏南极臭氧，臭氧洞漏能效应和地磁层漏能效应使平流层变冷对流层变暖。收缩的平流层自转变快，膨胀的对流层自转变慢。这是赤道高空风产生的一个原因。科学家的近期研究表明，地球磁场正在迅速减弱。在过去的160年里，磁场强度令人吃惊地下降了10%。12月11日美国地球物理协会会议上的一份报告指出，即使这只是个暂时现象，地球的大气层也可能会受到某种损害。磁场减弱使得地球容易受到来自太阳和太空的高能粒子的伤害。当太阳粒子长驱直入到地球已被削弱的磁场保护罩中去的时候，越来越多的卫星可能遭到破坏。计算机模型也表明，如果偶极子磁场继续减弱，大规模太阳风暴中的质子流将在几个月至数年内毁掉地球高纬度地区40%的臭氧。科学时报2007年6月6日讯工业革命以来的400年中，在人类活动的作用下，温室气体排放导致的全球变暖有明显上升趋势。这一增暖现象引起了科学界和人类社会的极大忧虑。然而，由美国国家科学院、国家工程院、国立医学研究院和国家研究理事会联合组成的过去2000年地表温度重建委员会，对过去2000年温度重建结果进行评估后认为，当前全球变暖的幅度是否超出自然变率的范围还有待商榷。人类究竟处于地球演变历史的哪个周期之中，它在地球演变历史上的地位和作用如何，科学家还有许多尚未解答的问题。该成果的研究报告已于2006年底以美国国家科学院国家研究理事会的名义公开发布，并由美国国家科学院出版社正式出版。葛全胜等利用中国物候记载重建了过去2000年中国东部的温度，认为中国汉唐和宋元时期比较温暖，其中元初比20世纪80年代以来的温度约高1℃。该成果与Mann等人20世纪后期是过去1000年以来北半球最温暖时段的观点不符，在《全新世》上发表后，曾引起国际全球变化领域的较大反响。葛全胜说：这说明，我们对全球变化的认识和研究还有很长的路要走。不仅如此，温室效应的过渡夸张也有悖于气候历史和气候演变的基本理论。我们多次提出，地磁场强度的长期减弱是气候变化中被忽略了的一个重要因素，它可能是气候变化的地球轨道理论的指示器。参考文献 1．王瑀。地质学家研究发现：幼年地球拥有强大磁场。中国地震信息网。供稿源自：中国地质环境信息网 http://www.csi.ac.cn/kjdt/kjdt/458.htm 2．任霄鹏。《自然》：地球幼年期就拥有强大磁场。2007年4月06日气象港。 http://qxg.com.cn/n/?fc=ndcid=0nid=11847 3．卢苏燕。联合国报告得出结论：全球变暖90%是人惹祸。2007年02月03日 10:48 新浪科技 http://tech.sina.com.cn/d/2007-02-03/10481368291.shtml 4．E. E. Milanovssky. 地球脉动表现、级别及与古地磁的联系。地学前缘。1997，4（3）：47-64 5．杨学祥, 陈殿友. 构造形变、气象灾害与地球轨道的关系. 地壳形变与地震,2000,20（3）：39~48 6．杨学祥, 陈殿友. 火山活动与天文周期. 地质论评, 1999, 45（增刊）：33~42 7．杨学祥. 厄尔尼诺构造运动的周期证据. 中国学术期刊文摘, 2000, 6（2）：201~203 8．杨学祥. 全球变暖、构造运动与沙漠化. 地壳形变与地震. 2001, 21（1）：15~23 9．杨学祥.关注全球灾害频发的地磁环境 (2004-2-24) .光明网.光明观察.http://www.gmw.com.cn/3_guancha/2004-2/24/964001.htm 10．Channell J E T, Hodell D A, McManus J and Lehman B. Orbital modulation of the Earths magnetic field intensity. Nature. 1998, 394: 464-468 11．杨学祥, 陈殿友. 地磁场强度的轨道调制与自然灾害周期. 见：中国地球物理学会年刊2000. 武汉：中国地质大学出版社, 2000. 307 12．杨学祥. 地磁层和大气层漏能效应. 中国学术期刊文摘, 1999, 5（9）：1170~1171 13．日科学家发现地磁变化周期为10万年。中国教育和科研计算机网。据新华网　　 http://www.edu.cn/20020402/3024090.shtml 14．Nathan P. Gillett and David W. J. Thompson. 2003. Simulation of Recent Southern Hemisphere Climate Change. Science. 302: 273-275. 15．David J. Karoly. 2003, Ozone and Climate Change. Science. 302: 236-237. 16．琛航编译。美科学家发现地球磁场正在不明原因迅速减弱。新浪科技讯。转自《新浪网》 http://nst.pku.edu.cn/article.php?sid=4125 17．Irion. Earth's Waning Magnet. ScienceNOW 12 December 2003: 1 18．全球变暖幅度未必超出自然变率范围。2007年6月06日气象港。据中国科技信息网站。 http://qxg.com.cn/n/?cid=0nid=13107fc=nd 19．杨学祥. 全球变暖可能与地磁场减弱有关. 2007-6-7上海环境热线.绿色论坛. http://www.envir.gov.cn/forum/2007/200711517.htm http://guancha.gmw.cn/show.aspx?id=4682 本文引用地址： http://www.sciencenet.cn/blog/user_content.aspx?id=257154; 个人分类: 科技点评|5562 次阅读|0 个评论

[转载]专家：磁场正在迅速减弱: 杨学祥 2010-9-26 11:17; 地球磁极面临大反转 ? 专家 : 磁场正在迅速减弱。新民网。 2010-09-26 10:20 来源：中新网。作者：刘洪宇。 http://news.xinmin.cn/rollnews/2010/09/26/6998326.html 地球磁极面临大反转 ? 专家 : 磁场正在迅速减弱。中国网。时间： 2010-09-26 10:20:49 　来源：中国新闻网。刘洪宇。 http://news.china.com.cn/rollnews/2010-09/26/content_4485202.htm 地球磁极面临大反转 ? 专家 : 磁场正在迅速减弱。新华网。 2010 年 09 月 26 日 10:36:09 　来源：辽宁日报。记者刘洪宇。 http://news.xinhuanet.com/tech/2010-09/26/c_12606638.htm 地球磁极面临大反转 ? 专家称磁场正在迅速减弱。中国经济网。 2010 年 09 月 26 日 10:39 来源：辽宁日报。刘洪宇。 http://sci.ce.cn/yzdq/201009/26/t20100926_21848193.shtml; 个人分类: 科普文章|3103 次阅读|0 个评论

[转载]地球磁极面临大反转？: 杨学祥 2010-9-26 10:15; 地球磁极面临大反转？来源：辽宁日报关键字：地球磁场;地球磁层;太阳风暴;环形电流;核幔边界作者：刘洪宇 2010-09-26 06:57 　　责任编辑：李淼川,天津网。 http://www.tjrb.com.cn/tianjin/tjwy/201009/t20100926_1895541.html 刘洪宇。对话杨学祥地球磁极面临大反转？辽宁日报 A5版 2010-9-26 http://epaper.lnd.com.cn/lnrb/20100926/index.htm 地球磁极面临大反转? 专家:磁场正在迅速减弱。中国新闻网。2010年09月26日 10:13　来源：辽宁日报。本报记者／刘洪宇。 http://www.chinanews.com.cn/cul/2010/09-26/2554754.shtml; 个人分类: 科普文章|2896 次阅读|0 个评论

带电状态是异常旱涝灾害发生的重要原因: 杨学祥 2010-9-9 13:37; 带电状态是异常旱涝灾害发生的重要原因杨学祥太阳磁场除了能够调制进入大气的高能粒子流外 , 可以通过某种磁电耦合机制影响地球系统。太阳风磁场和地磁暴的相关性是明显的 , 也可以引起高层大气磁活动和环形电流的相应变化。据研究，太阳活动与旱涝灾害、厄尔尼诺事件、世界流感的发生密切相关，其发生规律有待于进一步研究。有专家认为，太阳风的高能粒子流从两极进入地球，是形成地震的能量之一，极光是其在大气中的表现。磁暴是地震学家预测地震和灾害的手段之一。人们普遍忽视地电和地磁的存在，认为它们太微弱，几乎难以发挥作用。事实并非如此。一个偶然的机会，我发现一片树林明显地向北方倾斜，原来北部有平行的高压电线，电磁能对树林而言竟比太阳光更具有吸引力。地磁场的异常变化使地表地电场也发生变化，形成地电正异常区和负异常区。地表水从地电正异常区蒸发到高空，带的是正电；从地电负异常区蒸发到高空，带的是负电。由于同种电荷相斥，异种电荷相吸，带有异种电荷的云团最容易相互吸引而形成雷雨。相反，带有同种电荷的云团相互排斥，形成该地区的干旱。冰岛、非洲中西部和南大西洋是三个负电异常区，它们之间的地区是明显的干旱区，其中就有最干旱的撒哈拉沙漠；其两侧的北美洲和亚洲是正电异常区，在正、负异常的交界带，是高降水量区。当电磁异常区发生变动时，电场的强度和极性也发生相应变化，由此引起的降水量改变导致全球旱涝灾害在不同地区发生。改变云团的带电状态是异常旱涝灾害发生的重要原因。谈到地质变化，地磁地电还是与地震有密切关系的，现在的地震观测的一个重要手段就是对地磁（电）的监测。至于内在的机理，举个例子，携带大量磁性粒子的地下的岩浆因为失去地磁的束缚而改变流向和流速，而岩浆流向的改变将使地球固有板块的运动规律发生变化，而岩浆流速的降低将使岩浆自身的温度平衡机制遭到破坏，使地球不同部位之间地温温差增大，这将会产生地震频率和强度的增加。图1 世界降水量分布和异常地电场（据网上资料修改）; 个人分类: 全球变化|5997 次阅读|0 个评论

大灾难地磁场极性倒转: wangdw 2009-11-15 07:59; 大灾难地磁场极性倒转地磁场由主磁场、变化磁场和地壳磁场组成，地磁场随时间的变化主要包括主磁场的长期变化与变化磁场的短期变化 . 地磁场的长期变化包括非偶极子磁场的西向漂移与偶极子磁场的变化，还包括地磁场极性倒转。用通俗语言来说，就是现在的地磁南极变成北极，而现在的地磁北极则变为南极。磁场倒转的一种可能模型（ Cox 模型）认为极性的反转首先是场强的衰减 , 在几千年内场强衰减为原来的三分之一 , 同时偶极子轴有约 30 0 左右的摆动 , 然后沿不规则的途径移到相反的极性 , 场强开始上升 . 其时间间隔为 10 3 到 10 4 年 . 过渡时期地磁场变得很弱 . 我们一般知道，阳光、空气和水是人类生存不可缺少的条件。但是，还应加上地磁场。因为地磁场包在地球周围，形成磁层。而因为有了磁层就可以阻挡高速高温太阳风和宇宙高能粒子的轰击。磁层成为保护地球及人类的不可缺少的一道天然屏障。在地磁倒转的较漫长过程中，磁层将会遭到极大破坏甚至在一些时间内消失。 . 当偶极矩变小时 , 磁层会收缩 , 磁层顶会逼近地球 , 对于磁暴极为重要的环电流也会改变结构 , 甚至难以形成 . 偶极矩减小到一定程度时 , 磁极要发生倒转 . 极性倒转会使磁层结构完全翻转过来 . 在倒转期间 , 磁极会移动到低纬或赤道附近 , 本来位于高纬的极隙区会出现在低纬地区 , 进而改变太阳风的能量输入 , 也会影响能量的纬度分布和经度差异 . 这将给人类带来极大的灾难 . 古地磁研究的结果表明 , 地磁场的倒转开始于前寒武纪 (600 百万年前 ), 在以后所有的地质年代都观测到了 . 地磁场的极性无疑是循环性地变化 , 正反极性的数目和平均时间间隔都是相同的 (0.22 百万年 ). 不过，地磁场最近的一次反极性事件发生在 2 万年前的 1 万年期间内 . 是否新的一次地磁场极性反转快要到了 , 这是一个值得深入研究的课题 . 偶极子磁矩在十九世纪开始衰减至今 . 这说明偶极矩已经连续近 200 年内衰减，如果在今后保持以每年 4 10 19 Am 2 的速率连续衰减 , 则现在的 7.8 10 22 Am 2 需要约 2000 年衰减到零 . 当然 , 也有可能偶极矩的变化是波浪式的 , 即在今后还有增长的时期 , 那样的话 , 则衰减到零的时间就难估计了 . 不过 , 1555 年到 19 世纪 , 偶极矩基本上变化不明显 . 在偶极矩变化方面基本上能满足 Cox 模型所要求的 , 在几千年内场强衰减为原来的三分之一 . 但这是起码在数千年之后 . Cox 模型还有另外一个条件 , 那就是偶极子方向的变化要有 30 0 左右的摆动 . 根据分析的偶极子轴方向的变化远远达不到这一要求 . 尽管在 1555 年之后 , 20 世纪之前 , 大约 350 年间经度变化在 7 0 左右，纬度变化在 50 0 左右，也没有摆动现象 . 20 世纪的 100 年内经度变化在 3 0 左右，纬度变化只在 1 0 左右，地球磁南极的位置变化不明显离 30 0 差得很远 . 可见现在根本不存在地磁场倒转的可能 .; 个人分类: 地磁|5638 次阅读|1 个评论

地磁场与人类生活点滴: wangdw 2009-10-25 09:29; 地磁场与人类生活点滴 (对不起，主页上显不出指数，打开就可以了）地磁场是个弱场。因为太小了，用一般单位数就太小，所以用一个小的单位，叫 nT ， 1nT ＝ 10 -9 T （ Tesla ），1 T ＝ 10 4 ┌ （高斯），这样地磁场就大概有 60000nT(=6 10 -5 T) 了。我们一般知道，阳光、空气和水是人类生存不可缺少的条件。但是，还应加上地磁场。因为地磁场包在地球周围，形成磁层。而因为有了磁层就可以阻挡高速高温太阳风和宇宙高能粒子的轰击。磁层成为保护地球及人类的不可缺少的一道天然屏障。人的心脏磁场约 10 -9 T ，头部磁场 10 -12 T ，肌肉磁场 10 -10 T ，眼睛磁场 10 -12 T. 。为此，医院就用磁共振仪等检查身体。在生活中，睡觉是头朝东最好，头朝北最不好。这样，我们的床东西向放好，南北向放时头要尽可能朝南。（本人在这方面没有研究，抛砖引玉而已，供参考）; 个人分类: 地磁|4085 次阅读|2 个评论

“中国科学技术大学校友文库”之二：《地球电磁现象物理学》: why2084 2009-8-7 17:12; 书名：地球电磁现象物理学作者：徐文耀备注：十一五国家重点图书购书网址：中国科学技术大学出版社网上书店本书一出版即被国家地震台网采购 200 册作为行业的内部培训教材内容简介：地磁场是地球固有的基本特性，是人类和整个地球生物圈生存的重要环境条件之一。本书从形态学和物理起源两个方面分别介绍了组成地磁场的四个主要部分：主磁场起源于地球外核的磁流体发电机过程，约占总磁场的95%，它控制着地磁场的全球分布特征，并经历着缓慢的长期变化和极性倒转；地磁异常场起源于地壳岩石的磁性，与地壳岩石成分、热状态及其形成时期的地磁场有关；变化磁场起源于电离层和磁层的电流体系，虽然只占总磁场的1%，但是它包含着有关地球空间电磁环境和空间天气的丰富信息，并为地下电性的探测提供了场源；感应磁场是由外部变化磁场在地球内部产生的感应电流引起的，反映了地球内部的电磁性质。本书的读者对象是地球物理和空间物理科学工作者，也可供有关专业读者参考。作者简介：徐文耀，中国科学院地质与地球物理研究所研究员，1944年生，1966年毕业于西安交通大学数理系力学专业。1967年分配到中国科学院兰州地球物理研究所工作，从事地磁、地震预报、震源物理研究。1978年考取中国科学院地球物理研究所研究生，在科大研究生院攻读地磁与高空物理学。1979~1982在美国国家大气研究中心高山天文台工作和学习。1983年获理学博士学位。此后一直在中国科学院地球物理研究所（后来与地质研究所合并）工作，主要从事地磁和空间物理研究，先后在中、美、英、法、日、瑞等国学术刊物上发表论文170余篇。; 个人分类: 好书共赏|2912 次阅读|0 个评论

从地磁变化看地球的生命: moxj 2008-11-28 20:23; http://news.xinhuanet.com/employment/2006-09/06/content_5054252.htm 今天有个同学从旧公寓搬到我们新宿舍这边来住，整理床铺的时候问我头朝那面睡合适一点．一看有这么一个机会，我马上回答：科学网里有专业的医疗保健选手，你要多上来学习．有很多人都知道人体会受地磁场的干扰，医生建议大家头朝北面睡觉．而且心脏一般在靠左的地方，为了减轻它的负担，可以弓身向右侧身睡觉．然而一帮搞地质的在一起聊起这个磁场来，当然就扯的比较远了．由于现在对地磁场的监测更加精确了．所以不少人会关注地磁场变化和构造活动的关系．我们人类的安全监测网将会不断的完善．相互印证，更加科学．但这个问题我不懂，今天也不乱想．讲下磁场和一个地质理论的故事．是关于板快理论发展的事情．很早就写过一篇《站在世界屋脊看板块理论的中国人－其中一个小学生的遐想》的胡话．今天简单介绍下这个理论逐步走向成熟的一个证据．早在 19 世纪，人们就发现地球上的有些岩石磁性方向和现在地磁场是反向的．后来人们得知很多星球，包括太阳在内都会有磁场倒转的现象．本来前写天想专门写这个话题，但最近经常要加班就忘了．说到这里，不是学这个专业的人，一定会想起电影里的地磁倒转事件，那时我们的很多仪器都失效了，地球上一片混乱．甚至地质历史上的生物灭绝就和这个有密切关系．其实这是一个地球的正常现象，前几天的新闻里不是大家都看到蜘蛛在失重的状态都很快就恢复正常，可以织出完美蛛网吗？当然新的研究也发现一些动物是在利用地磁迁徙，他们身体里有些分子有指南针一样的作用，比喻有种叫蓝光受体的东西被不少科学家研究．下面的简短介绍可以让你了解一点这种地球事件．当人们提出大陆漂移的时候，有两个分别叫瓦因和妈修斯的人联系到地球上的磁场倒转现象提出了一个问题：既然地球的磁场是会不断倒转的，而海底的板快又是不断生长的．那么新长出来的板块就保留了当时的地磁方向．这样海底板块不断生长推移将会出现相反方向磁条带在整个大洋板快交替出现．结果有另外以为军队出生的船长对这件事情很有兴趣，在大洋里连续取样，证明了这个想法．这样先前的板块理论重新获得新生．另外人们在陆地上随时间不同钻取的样品也表明这种情况，后来在海底钻探垂直取样（越到深部代表越老时代的沉积）结果有很好的吻合．（记忆不一定准确，附一张下面的图容易理解，百度是个什么网，连点基础的东西都搜不到，以后看到再修改吧）其实关于地球磁场的问题有很多人感兴趣，关于地球磁场的模型也很多，比较被接受的一种是发电机模型，其中有很多问题，比喻温度超过居里点怎样具有磁性的问题，当然由于地球内部的高温高压环境和地球上不同，所以有的东西是很自然的事情．最近地球磁场正在减弱，历史上这种情况可能是倒转的前兆．但用双发电机模型在计算机中计算模拟，也有恢复正常的可能，这种模拟和实际结合的比较好．（可惜我关注过的问题都没有留下资料和图片）就此停下吧，这个话题因该做个系列聊的，而且可以提出不少问题想法，但今天看到这个网有人提醒大家比赛专门设了科学奖，我就把今天以后的文章都冒昧放在科普里吧，可能有不少错误，故事也不完整，如果有人讨论，我会在留言回复里向您学习，积极和您讨论．; 个人分类: 科普思考|4696 次阅读|0 个评论

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标签: 地磁场

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