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就在几年前 ， 新西兰一家工厂的工人们在施工时 ， 意外地获得了一颗古老树木样本 。 这棵树的种类为贝壳杉树 ， 该树是新西兰境内体型最大的一个树种 。 通过分析发现 ， 这棵树的生长时间距今有差不多4.2万年的历史 ， 由于完整地保存在了沼泽中 ， 因此得以保留至今 。 最令科学家们惊奇的是 ， 这棵树不但保留了下来 ， 而且捕捉到了最近一次地球磁场翻转所引起的某些“动荡”证据 。
地球的磁场及其变化地球从内到外可以依次分为地核、下地幔、上地幔和地壳几个层次 ， 其中地核又可以分为内地核和外地核 ， 内地核在高温高压环境下呈现的是以铁、镍为主的固态结构 ， 外地核是由熔融态铁、镍等物质所组成 ， “包裹”在内地核的周围 。
由于固态和熔融态物质在形态、性状以及运动力学等方面具有一定的差异 ， 因此 ， 在地球自转的作用下 ， 内地核和外地核的转速会有一定的差异 ， 这种相对的运动速度差 ， 会使内、外地核之间产生微弱的电流 ， 继而形成微弱的磁场 。 所以 ， 仍然处于“活跃”状态的内核结构 ， 是一颗行星是否具有磁场的重要标志 ， 比如月球、火星就可能由于已经完全冷却 ， 内部没有呈现熔融态的物质 ， 因此磁场也随之消失了 。
由于地球内部的结构非常复杂 ， 并不是每个区域物质的分布和运动状态都是均匀的 ， 也就造成了在地球整体表现出相对稳定磁场的前提下 ， 由于内部物质流动方向、流动速度、产生电磁场强度的不同 ， 产生了地球磁场的波动性 ， 对外则表现出地球磁场强弱的变化 ， 以及磁极位置的周期性变化 。
【地球磁场多长时间翻转一次？一颗古老的贝壳杉树或许能给我们答案】
地球磁场翻转的周期性变化地球磁场位置以及强度的周期性变化 ， 如果在一个相对较长的时间线上看 ， 当磁场变化到一定程度时 ， 可能就会发生磁极翻转的现象 。 根据科学家的研究推测 ， 地球磁场翻转的周期或许在100万年左右 ， 其中正式经历翻转的时间会持续50万年左右 ， 而且翻转的进程目前来看似乎有不断加快的迹象 ， 翻转的周期和持续的时间都大大压缩了 ， 分别减少到20万年和10万年 。 上一次的地球磁场翻转 ， 距今差不多有80万年的时间了 。
这在一定程度上表明 ， 目前我们极有可能处于地球磁场翻转的“启动”阶段了 。 根据近十年左右的持续观测 ， 科学家们发现 ， 在距今200年的时间内 ， 地球的磁南极 ， 已经由原来位于地理北极附近区域 ， 徘徊移动了1000多公里 ， 而且在最近的20多年时间里 ， 向西伯利亚地区偏移了200多公里 ， 移动速度快了3倍以上 。 同时科学家们还监测到 ， 现在地球的磁场强度 ， 与200多年前相比 ， 也呈现了一定程度的下降趋势 ， 下降的幅度已经接近10% 。
有的科学家提出 ， 地球磁场的翻转 ， 并不一定严格地遵循时间周期 ， 而是更多地依赖于磁场减弱的临界触发条件 ， 只要地球磁场强度 ， 减弱到峰值的90% ， 那就极可能触发磁极的跳跃 ， 实现磁场的翻转 ， 然后再进入新的恢复期 ， 磁场强度再逐渐地拉高 。 所以 ， 无论是从监测到的地球磁极偏移 ， 还是地球磁场强度的减弱 ， 都在一定程度上印证了地球磁场或许于最近时期开启翻转的推测 。
古老的贝壳杉树“记录”了什么？当地球磁场减弱时 ， 来自太空的辐射由于缺少了磁场的阻挡 ， 则会有更多的带电粒子流直接射向地表 ， 从而被地球上的岩石以及生物所吸收 。 不过 ， 岩石中的矿物质虽然能够“记录”磁场翻转的最终结果 ， 但是却不能捕捉翻转过程中的细节 。 另外 ， 很多动物也会受到磁场翻转的影响 ， 可能会因此而种群锐减甚至消失 ， 也很难保存这些翻转过程中带来的细节变化 ， 因此 ， 任务就落在了某些植物身上 。
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