台大研究:地球磁場最快百年內完成倒轉,屆時或面臨無網路噩夢

作者 | 發布日期 2018 年 08 月 22 日 18:56 | 分類 自然科學 follow us in feedly

地球磁場持續減弱,全球科學家都在尋找地球磁場可能翻轉的證據。台灣大學地質系教授沈川洲領導的團隊,便透過測量中國石灰岩洞穴中石筍保存的古地磁紀錄,得出顛覆科學界普遍認知的研究結論:過去認為可能還要千年才會完成倒轉的磁極,事實上最快百年內就會反轉。



石筍是喀斯特地形的一種自然現象,為地下水從洞穴頂端固定滴落在某個位置所形成的尖錐體,石筍內含有微米碎屑磁鐵礦顆粒,在生長過程中會記錄下當時的地磁方向。

▲ 石筍。(Source:By Magnus Gertkemper [CC BY-SA 2.0 de], from Wikimedia Commons

過去兩世紀來,火成岩和沉積岩被廣泛當作了解地磁紀錄與反轉事件時間的研究對象,但它們各有優缺點:火成岩具有強磁性且可以準確定年,但很難有連續紀錄;沉積岩可以提供連續的古地磁紀錄,但是高解析定年較為困難。

洞穴石筍則可精確定年,生長時磁性礦物嵌埋在石筍中不被擾動,是提供連續原始古地磁紀錄的理想材料,1979 年石筍第一次用於古地磁研究,但由於石筍成分幾乎全是碳酸鹽類,即使有磁性礦物存在,含量也太少,導致古地磁訊號微弱、極難測量,於是往後 30 年,石筍很少再被應用於古地磁研究。

所幸定年技術與磁學儀器測量靈敏度不斷改進,石筍重回檯面,沈川洲團隊遍尋世界各地,終於在中國找到具磁性的石筍,利用鈾釷定年法重建解析度精準至幾十年、歷時 16,000 年、時間點落在 10 萬年前的珍貴地磁紀錄,從研究分析到發表成果總共耗費 8 年。

10 萬年前,地球磁場也很弱且不穩定,不斷重複發生相似性極高的不對稱性地磁極南北飄移週期,稱為「周氏震盪」(chou oscillation),最驚人的是 98,000 年前,地磁極最快可在 100 年內發生一次倒轉。

過去 100~200 年的科學儀器觀測顯示,如果沒有其他影響,則磁極翻轉時間點應該落在千年之後;此外,地磁場翻轉需要條件:磁場強度低到目前的十分之一,才「有可能」反轉,但新研究表明,磁極翻轉可能遠比過去估計的速度快上 10 倍。

(Source:翻攝台大團隊 PPT)

假如將來發生地球磁極快速倒轉現象:磁北極從北半球高緯度地區飄向低緯度,然後再飄往南半球高緯度地區;在這過程中,原本作為防護罩的磁場將不能正面抵擋太陽輻射出的高速帶電粒子流,屆時帶電粒子直接衝擊衛星、航空、通訊與電力系統,可能導致網路癱瘓、全球股市與金融市場失序,這些你無感的話,再說一件恐怖的事情──你的手機當然也連不上網。

候鳥、鮭魚等許多具感應磁場的生物也可能辨識錯亂,進而改變局部生態;至於人體應該沒什麼太大安危。

雖然對高度依賴 3C 科技的人類而言,無網路簡直是場噩夢,但沈川洲也開玩笑說,至少那時候,想看極光不用特別跑到南北極了:隨著磁極飄移,低緯度的人也有幸目睹極光──如果地球磁場強度還夠。

▲ 沈川洲教授為螢幕中視訊連線者。(Source:科技新報)

(首圖來源:pixabay