「地磁倒轉」可以多快?臺大地質研究 顛覆認知 獨步全球

國立教育廣播電台

地球磁場倒轉到底有多快?以往研究認為,「地磁倒轉」從完整的正向到完整的倒向,需要4千多年,不過臺大地質系教授沈川洲的跨國研究團隊,透過石筍研究,獨步全球發現,磁極可能在百年內倒轉,顛覆了以前科學界普遍認知,遠比過去所估計速度還快上10倍,也意味著人類必須找出因應之道!這研究躍登國際頂尖期刊「美國國家科學院院刊」 《Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America》。

地球磁場已存在幾十億年,可將太陽風與帶電宇宙射線粒子偏轉遠離地球,保護大氣層,也保護地球生物不受到有害的宇宙射線影響。但不是所有的行星都有磁場,地球之所以有地磁,是因為有南北軸狀、螺旋狀的磁場,且有自轉、液態核運動,4要素具足才有地磁。

1920年代,科學家第一次在岩石中發現「地磁倒轉」事件,經過百年來研究,在過去地球歷史中,地球磁場會飄移,也會倒轉,已逐漸為人所知,但地磁倒轉的速度有多快?受限於研究材料本身限制、高解析定年的困難,始終是難解的謎團。

臺大地質系教授沈川洲,目前人在國外,越洋接受採訪時表示,團隊2011年年底在華南貴州三星洞採到含磁鐵礦、長1公尺、直徑8公分的石筍,到分析發表,花了快8年時間,使用臺大地質系領先世界的「鈾釷定年技術」,最後取得180個古地磁資料以及70個定年點,成功重建了發生在10萬年前,有史無前例、數十年精緻解析度,前後共1萬6千年的珍貴地磁紀錄。

研究發現,十萬年前地球磁場很弱、非常不穩定,石筍資料顯示出「不斷重複發生、相似性極高的不對稱性地磁極南北飄移模式與週期」,被稱為「周氏震盪」,地磁極從正向 (現今地磁的南北方向) 經1百到幾百年,就快速倒轉到反向,隨後馬上反彈,但並非轉回完全正向,而是先轉回到中低緯度區域,然後再歷經數百年到數千年,才慢慢轉回高緯度的原正向位置。這種「周氏震盪」現象,發生機制目前還不清楚,推測與地球內部動力產生地球磁場的驅動作用有關。

研究中更驚人的發現是,在9萬8千年前,地磁極只需約86到202年之間的時間,就可從正向 (現今地球磁場的南北方向),快速地完全倒轉到反向,顛覆以前科學界的普遍認知,遠比過去所估計的速度還快上10倍。

「地磁快速倒轉」可能帶來什麼影響?沈川洲開玩笑說,或許看極光就不用到高緯度,中緯度就可看到。磁北極先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;過程中,當磁極處於低緯度時,從太陽輻射出的高速帶電粒子流,將直接侵襲地球,破壞衛星、航空、通訊與電力系統,可能導致網路、電子設備癱瘓,全球股市、金融失序。

研究的共同主持人、前中研院地科所教授李德貴表示,地磁何時反轉的時間點不可預測,但民眾無須太過擔心,因為地球若不受其他星球影響下,透過儀器顯示資料,地磁反轉可能要1千多年之後才會發生,會不會反轉也還不一定,這次發現磁極可能在「百年內」倒轉,顛覆以前科學界認為要「千年」的普遍認知,揭露的意義在於,人類必須學會面對「地磁倒轉」帶來的影響,調整因應!

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