「展廳展品」地球磁場加速偏移？這事兒值得好好嘮嘮

2019年1月9日英國《自然》雜誌釋出了一篇新聞，引起了眾多媒體的報道和網民的興趣。原文標題是“Earth’smagnetic field is acting up and geologists don’t know why”［1］，可以理解成：地球磁場正在加速移動而地質學家尚不清楚原因。

《自然》網站截圖

或許很多人看到這則新聞標題的第一反應是：地球還有磁場嗎？呃……難道你忘記了我國四大發明之一的指南針了？

指南針（圖片源於網路）

地球的磁性是地球本身的固有屬性之一。我們可以簡單的把地球看作一個大的條形磁鐵，於是地球周圍便形成了磁場，即地球磁場。

地球磁場示意圖（圖片源自科普中國）

或許你認為地球磁場無足輕重，或者與你的生活無關？呃……恐怕你又錯了，如果地球沒有磁場，那後果可是相當嚴重！首先，地球磁場是當今社會所有導航系統的基礎，包括你在開車時使用的智慧手機中的那些商業導航地圖。另外，假如沒有地磁場，從太陽發出的強大的帶電粒子流（通常叫太陽風），就不會受到地磁場的作用發生偏轉而直射地球，在這種高能粒子的轟擊下，地球的大氣成份可能不是現在的樣子，生命也將無法存在。

或許你沒有想到：其實地球磁場的南北極與地理的南北極並不重合。在我國，最早發現並記錄此現象的人是北宋的沈括，其所著的《夢溪筆談》裡有關於指南針的記載：“方家以磁石磨針鋒，則能指南，然常微偏東，不全南也”。翻譯成白話文：把磁石磨成針，可以指向南方，但是略微向東偏一點點，不是完全指向南。

或許你更沒有想到：地磁北極的位置一直是不斷變化的。在本文開頭提到的《自然》雜誌的新聞中，有一幅圖就直觀展示了地磁北極自1900年以來的遊走路徑。

地磁北極的位置變化圖

（圖片源自《自然》網站）

從圖中可見，自1990年開始，地磁北極的變化速度明顯加快，2001年，它進入了北冰洋。這篇新聞還提到，2018年，地磁北極越過國際日期變更線進入東半球，目前正直奔俄羅斯西伯利亞。《自然》雜誌這篇科技新聞的主要內容就是科學家發現地磁北極移動的速度比之前預想的要快得多！因此，科學家一方面立即著手把描繪地球磁場的世界地磁模型進行更新（原計劃2020年後才需要更新），另一方面需要研究地球磁場加速偏移的原因。

其實，這篇科技新聞真正能激發網民熱議的是：在我們有生之年有沒有機會親眼目睹地球磁場的倒轉？！

你沒有聽錯，地球磁場是可以倒轉的！而且科學研究證明它已經倒轉了不止一次，即南北磁極曾經對換過位置，指南針變成了指北針，這就是“磁極倒轉”。在地球的幾十億年曆史中，磁極倒轉事件多次發生，但是這一過程往往需要幾十萬年的時間。這些有趣的知識你可能從未聽過，但如果你到中國科技館“探索與發現”展廳參觀“地球的磁場”這件展品，你或許就會了解相關知識。

當你走到“探索與發現”展廳的電磁展區，會看到一個漂亮的地球模型漂浮在空中，地球的周圍分佈有緩緩流動的藍色發光帶，這代表著地磁場磁力線。透過這件展品你可以感受到地球磁場是真實存在於你我身邊的。

展品“地球的磁場”——磁感線模型

在磁感線模型下方，你可以看到一個放置了數十個小磁針的地球儀，這些小磁針用來模擬顯示當地的地球磁場方向，這件展品叫做“地磁場的變化”。大家可以操作地球儀前面的滑桿，將其水平滑動至不同年代（年代範圍從445萬年前至2009年），隨著大家所選年代的不同，會看到地球儀表面的小磁針會相應不停地發生偏轉，以此來模擬展示幾百萬年來地球磁場發生偏轉的現象。

展品“地球的磁場”——地磁場的變化

同時，地球儀旁邊還有一個觸控式螢幕形式的多媒體，你也可以瞭解到關於地磁場的基礎知識。

展品“地球的磁場”——多媒體觸屏

“地球的磁場”這件展品，還包括一臺多媒體裸眼立體電視，它可以為你演示“地磁場的形態”“地磁場的作用”“地磁場的起源”“地磁場的反轉”這四個部分的內容，讓你全方位瞭解地球磁場。為達到極強的立體感和真實感，請你站在距電視約1。7—2米的位置觀看。

展品“地球的磁場”——多媒體裸眼立體電視

雖然大家對於地球磁場發生倒轉非常關注，但是目前科學家還不能確定近期的變化是否暗示著地球磁場正在加速反轉。科學家還表示地磁北極移動將主要影響到北冰洋的導航準確性，北極圈外的人們將不會在日常生活中感到任何影響，無需擔憂。如果大家對於磁場有興趣，歡迎到中國科技館“探索與發現”展廳的電磁展區體驗參觀。

參考文獻：

［1］Alexandra Witze。Earth’s magnetic field is acting upand geologists don’t know why［J］。Nature，2019，565：143-144。

中國科學技術館展覽教育中心王世輝、李光明供稿