2010年3S雜志上的一項研究提出，地球磁場形成于34.5億年前，恰好和地球生命誕生的時間相符。研究者認為，如果那時候沒有地球磁場的庇護，致命的太陽輻射很快就會撕開大氣層，蒸干海洋，把地球生命扼殺在搖籃之中。30多億年來，磁場為地球生物擋住了來自太陽的高速帶電粒子流，并且把他們引導(dǎo)下南北兩極，形成了夢幻一般的極光。
但是從1683年人類開始記錄磁場信息至今，磁場的磁極卻一直在改變位置。學(xué)者們也確實發(fā)現(xiàn)，地球歷史上還曾經(jīng)發(fā)生過很多次磁極的到轉(zhuǎn)，而且毫無規(guī)律可循。
那么地球磁場究竟是怎么形成的?磁極調(diào)轉(zhuǎn)會造成怎樣的后果呢。
地球由地殼地幔和地核構(gòu)成，其中最深處的地核主要由鐵和鎳兩種金屬元素組成。所以在最開始科學(xué)家們理所應(yīng)當(dāng)?shù)恼J為地球磁場就是地核這個大鐵塊本身的磁性，這被稱為鐵磁體假說。
鐵磁體假說相當(dāng)符合直覺，但是并不正確。因為根據(jù)皮埃爾居里先生的實驗，任何物質(zhì)只要把它加熱到他的居里溫度，磁性就會消失。像鐵和磁鐵礦這類磁性物質(zhì)，它們的居里溫度大概是700℃，只要深入地表，25公里以下就能達到這個溫度。而地球深處的物質(zhì)溫度高達4000℃，遠遠超出了磁性物質(zhì)的居里溫度，由此就能判斷地球內(nèi)部的鐵并沒有磁性，鐵磁體假說無法成立。
到了20世紀(jì)初，科學(xué)家又提出了電荷旋轉(zhuǎn)假說，這個理論認為地球上存在等量的兩種電荷，其中一種集中在地球內(nèi)部，另外一種分布在地球表面。隨著地球自轉(zhuǎn)，電荷旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生環(huán)繞整個地球的圓形電流。
地球磁場就是由這股電流激發(fā)出來的感應(yīng)磁場。按照這個理論，人們只要測量出地球表面電場強度有多少，就能得出地球磁場強度的理論值。但真正計算之后，人們發(fā)現(xiàn)理論值和真實的磁場強度數(shù)值之間相差了一億倍。所以就算地球內(nèi)部真的存在旋轉(zhuǎn)的電荷，也遠遠不足以形成強度足夠的地磁場，電荷旋轉(zhuǎn)假說也無法成立。
在隨后的100年里，各式各樣的假說層出不窮，但大多數(shù)都不靠譜，也都無法解釋磁極漂移和倒轉(zhuǎn)現(xiàn)象。直到1958年，日本的地磁學(xué)家利五常次在發(fā)電機假說的基礎(chǔ)上提出了雙圓盤耦合發(fā)電機模型，巧妙地解釋了地球磁場形成和變化的原因，得到了學(xué)界的普遍認同。
利五常次認為在地核和地幔交界的位置，液態(tài)的外核物質(zhì)會形成對流，構(gòu)成一個巨大的發(fā)電機。地磁場就是由發(fā)電機發(fā)出的電流激發(fā)的，我們可以把對流的物質(zhì)看作是旋轉(zhuǎn)的圓盤，這兩個圓盤之間就會產(chǎn)生兩股方向相反的電流，同時激發(fā)出兩個極性相反的磁場。由于兩個圓盤旋轉(zhuǎn)的快慢不同，各自的旋轉(zhuǎn)速度也在不斷變化，其中一個強度更大的磁場就會占據(jù)優(yōu)勢。在電磁耦合效應(yīng)的作用下，這個方向的磁場被不斷增強放大，最終就形成了地球磁場，并且不斷隨著外和物質(zhì)的對流而發(fā)生變化。
根據(jù)假說，核幔邊界的對流相當(dāng)于一個龐大的混沌體系，地球內(nèi)部一點點輕微的變化都有可能導(dǎo)致雌性的改變。所以地球磁場總是在不斷變化，而我們很難預(yù)測下一次磁極漂移發(fā)生的時間。也許你在有生之年就能親身經(jīng)歷一次地球磁場的到轉(zhuǎn)。那么地球磁場到轉(zhuǎn)意味著什么呢?
地球表面將遭受巨量的帶電粒子流打擊，依賴磁場導(dǎo)航的生物會陷入瘋狂，自然生態(tài)被徹底破壞，海平面升高，全球地震火山爆發(fā)，人類文明毀于一旦。所有這些都不會發(fā)生。雖然目前的研究還無法預(yù)測磁極到轉(zhuǎn)會帶來什么具體的影響，但沒有任何證據(jù)表明他會對地球生命造成什么危害。
事實上，通過對古地磁的研究，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)在地球歷史上至少發(fā)生過大大小小數(shù)百次的磁極倒轉(zhuǎn)事件。
距離我們最近的一次是距今1.4萬到1.2萬年的哥德堡反極性事件，那時候還處在新石器時代的人類并沒有受到任何影響，他們安穩(wěn)地繁衍生息，創(chuàng)造文明。
