可能会在短时间内发生磁场翻转

一百万年前，“北极”（即磁北的方向）被颠倒了。这张地图显示了北极从大约78.9万年前开始如何在南极洲周围徘徊了几千年，然后将78.6万年前翻转到了我们今天所知道的方向，而北极则位于北极某处。

地球磁场的下降速度是正常速度的10倍，导致一些地球物理学家预测磁场将在几千年内发生逆转。一个国际科学家团队的最新研究表明，这种逆转可能会在很短的时间内（不到一百年）发生。

伯克利—想象世界在一个早晨醒来时发现，所有指南针都指向南方而不是北方。

它并不像听起来那样离奇。在整个地球的历史上，地球的磁场已经翻转了许多次（尽管不是一夜之间）。它的偶极子磁场像条形磁铁一样，在数千到数百万年的时间内保持大约相同的强度，但是由于不完全已知的原因，偶极磁场有时会减弱，并且可能在数千年后反转方向。

现在，来自意大利，法国，哥伦比亚大学和加利福尼亚大学伯克利分校的科学家团队进行的一项新研究表明，最后一次磁逆转实际上是在78.6万年前-大约是人类的一生。

加州大学伯克利分校的研究生考特尼·斯潘（Courtney Sprain）说：“我们看到这种逆转的速度如此之快，真是令人惊讶。“古磁数据做得很好。这是迄今为止我们掌握的关于撤消期间发生的情况以及发生这些撤消的速度的最快记录之一。”

伯克利地球年代学中心主任，加州大学伯克利分校地球与行星科学教授Sprain和Paul Renne是该研究的合著者，该研究发表在《国际地球物理学杂志》 11月号上。

翻转可能会影响电网，癌症发生率

这一发现之所以出现，是因为有新证据表明地球磁场强度的下降速度是正常速度的10倍，导致一些地球物理学家预测在几千年之内会发生逆转。

尽管磁逆转是地球铁芯对流驱动的全地球范围内的重大事件，但尽管在地质和生物记录方面进行了很多研究，但仍未有与以往逆转相关的有记录的巨灾。但是，今天，这种逆转可能会对我们的电网造成严重破坏，产生可能使它崩溃的电流。

而且由于地球磁场保护生命免受太阳和宇宙射线的高能粒子的影响，这两种都会导致基因突变，因此在永久性逆转之前磁场减弱或暂时消失会增加癌症发生率。如果在翻转之前出现长时间的不稳定磁行为，对生命的危害将更大。

Renne说：“我们应该更多地考虑其生物学作用。”

迎风火山约会的灰烬沉积

这项新发现是基于对意大利罗马以东亚平宁山脉苏尔莫纳盆地现露出的古代湖泊沉积物各层中磁场对准的测量结果。湖泊沉积物与罗马火山省喷发的火山灰层交错，火山灰是前湖上风的一大片火山，其中包括萨巴蒂尼，维苏威火山和阿尔班山附近的周期性火山喷发。

由罗马国家地球物理与火山学研究所的莱昂纳多·萨格诺蒂（Leonardo Sagnotti）领导的意大利研究人员测量了冻结在沉积物中的磁场方向，这些沉积物在古湖的底部积聚。

Sprain和Renne使用了氩-氩定年法（一种广泛用于确定岩石的年龄，无论它们是数千年还是数十亿年的历史）的方法，来确定记录最后一次反转的沉积层上下灰分的年龄。这些日期已由他们的同事和法国Gif-Sur-Yvette的环境与气候科学实验室的前UC Berkeley博士后研究员Sebastien Nomade确认。

由于湖沉积物在10,000年的时间里以高且稳定的速度沉积，因此该团队能够在大约78.6万年前对显示出磁性反转的这一层的日期进行插值，这就是所谓的Matuyama-Brunhes过渡。这个日期比以前的研究精确得多，以前的研究将逆转时间定在770,000到795,000年前。

Renne说：“令人难以置信的是，您从反极性过渡到正常的磁场，而两者之间几乎没有任何接触，这意味着它必须非常快地发生，可能不到100年。”“我们不知道下一次逆转是否会像这次那样突然发生，但我们也不知道不会逆转。”

不稳定的磁场先于180度翻转

雷恩说，新发现是否会给现代文明带来麻烦，它可能会帮助研究人员了解地球磁场如何以及为何突然改变极性。

意大利领导的团队获得的磁记录显示，磁场突然翻转180度后，就经历了长达6000多年的不稳定期。不稳定性包括两个低磁场强度间隔，每个间隔持续约2,000年。在低强度的第一个时间间隔内可能会发生场方向的快速变化。完全的磁极性反转（即，最终的非常迅速的翻转到今天的磁场）发生在最近的低磁场强度间隔的末尾。

瑞恩（Renne）继续与意大利-法国团队合作，将湖泊记录与过去的气候变化联系起来。

Renne和Sprain在伯克利地球年代学中心的工作得到了Ann and Gordon Getty Foundation的支持。

出版物：Leonardo Sagnotti等人，“在Matuyama-Brunhes地磁极性反转过程中极快的方向变化”，Geophys。J.国际（2014年11月）199（2）：1110-1124；土井：10.1093 / gji / ggu287

图像：加州大学伯克利分校新闻