在地球周围，一个看不见的磁场会捕获电子和其他带电粒子。

地球的磁场就像看不见的意大利面条一样从地球延伸出来。这个磁场是由地核的剧烈运动产生的，它对我们的日常生活非常重要：它保护地球免受太阳粒子的影响，它为导航提供了基础，它还可能在地球生命进化历程中发挥了重要的作用。

但是，如果地球的磁场明天消失了会发生什么呢？更多的带电太阳粒子将会轰炸地球，使电网和卫星失灵，并使人类暴露在更高水平的致癌紫外线辐射下。换句话说，一个缺失的地球磁场会产生严重问题！别担心，这也不一定是世界末日，至少在短期内是这样。

磁场有效的抵御带电太阳粒子的轰击

一个多世纪以来，地球磁场一直在减弱。即使是现在，也有一些特别脆弱的点，比如南半球的南大西洋异常，这也给低轨道卫星带来了技术问题。

当然，也有好消息。关于磁场，首先要了解的是，即使它减弱，它也不会消失，至少在几十亿年内不会消失。地球的磁场是由熔融的外核形成的，外核主要由铁和镍构成。随着地球内核的生长和固化，产生的热量对流为搅动的外核提供了动力。（地球内核每年大约增长一毫米。)

这个被称为“发电机”的磁场引擎，已经嘎嘎地运行了数十亿年。根据2015年的一项研究，科学家们认为，目前的核心结构可能在大约15亿年前就已经形成。研究发现，当时的磁场强度出现了飞跃。但是，科学家们在地球上最古老的矿物“锆石”中发现了磁场存在的证据，可以追溯到42亿年以前，这表明地核的活动在很长一段时间内一直在产生磁场。

这个被称为“发电机”的磁场引擎

目前，还不清楚这台“发电机”的启动原因，有可能是创造出月球的巨大行星撞击事件造成的。这次撞击发生在地球形成后大约1亿年，可能会撼动地球核心中任何物质成层或分层：想象一下，就像摇动一瓶行星大小的油和水。这种破坏可能促进了对流，而对流至今仍驱动着地球的“发电机”。

随着时间的推移，最终，内核很可能会变得足够大，以至于外核的对流不再有效。那么，磁场也会失效。但是，这种情况对于我们而言太遥远了，不值得为此惶恐不安、彻夜难眠。

这个时间推移的尺度最少也是几十亿年。

弱磁场

事实上，与人类生活更相关的是磁场正在减弱。在过去的160年里，科学家们一直在用磁力观测站和卫星直接测量这种减弱。在此之前，这个领域是否步履蹒跚，以及它接下来将做什么，都有点模糊。专家们表示，目前的磁场大约有80%是偶极的。这意味着它的作用就像一块条形磁铁。如果，你能在地球周围放置铁屑（当然要消除掉太阳的影响，太阳会不断向地球喷射带电粒子流，就是太阳风，会把磁场吹得像风中的长发一样），由此产生的磁力线就会清晰的显示出南北方向。但是，20%的磁场是非偶极的，这意味着它更复杂，会有局部的变化。

地球磁场正在减弱

在过去，磁场会翻转，南北会交换。最后一次逆转发生在78万年前，大约是直立人时代。而磁场的减弱通常会发生在这些翻转之前，这也引发了人们对是否即将发生另一次翻转的疑问。但是，磁场有时也会只减弱，然后在不翻转的情况下再次增强，这种现象称为漂移。

科学家们发现，南非地下的一个奇怪的漩涡可能是造成磁场薄弱点的原因之一。似乎正是这个漩涡引起了南大西洋异常（一个已知的磁场薄弱点），从巴西以东大约300公里延伸到南美的大部分地区。在这一地区，太阳风产生的带电粒子比平时更接近地球。南大西洋异常在地面上并不是特别明显，但是地球轨道卫星在那里却遇到了更具破坏性的太阳粒子。据乘坐国际空间站穿越该地区的宇航员报告称，流星视觉现象是由低地球轨道上相对较高的辐射水平引起的。

无磁场地球

科学家们怀疑，南非地幔的变化可能是过去磁场逆转的触发点。好消息是，即使磁场在减弱，或者准备翻转，它也不会消失。没有证据表明磁场在逆转过程中会完全消失。

即使磁场逆转，仍然会有磁场存在，这将是一个非常弱的磁场。

那么，这个磁场最小的世界会是什么样子呢？首先，你的指南针不管用了。它将指向最高磁场的区域，可能离你很近，也可能非常遥远。

北极光和南极光在低纬度地区都将会出现，因为这些色彩斑斓的奇异景象，是太阳风中的带电粒子与地球磁层相互作用的结果。目前，这些极光只出现在两极附近，遵循地球南北磁场线，但较弱的磁场将允许粒子穿透地球大气层，照亮赤道附近的天空。

南大西洋卫星异常的情况可能在全球变得普遍，这将导致大面积的技术故障。太阳粒子可以ping电子设备，在所谓的单事件扰动（SEUs）中扰乱内存。当太阳粒子与地球大气层中被称为电离层的带电层相互作用时，它们也会把电子从分子轨道上撞出来。这些自由电子会干扰用于通信的高频无线电波的传输。

随着时间的推移，太阳风和地球大气之间的相互作用也会破坏臭氧层，这将增加人类受到的集体紫外线辐射，并增加皮肤癌的风险。虽然，这可能不会对生命造成完全灾难性的影响，但如果没有磁场，地球上的辐射剂量会高得多。

直到现在，几乎没有证据表明过去磁场的变化影响了地球上的生命。不过，科学家们表示，磁场无疑塑造了地球的表面，有助于防止地球脆弱的大气层被无情的太阳风吹到太空中。

但是，磁场并不是形成大气层的关键。太阳系中的金星就没有磁场，但它有一个巨大的大气层，而且它确实起到了额外的保护层的作用。火星曾经有过磁场，但在大约40亿年前失去了磁场，因此，它的大气层几乎完全被剥夺了。科学家戏称，就算能给月球披上类似地球的大气层，没有磁场的保护，太阳风将在短短一个世纪内使其化为乌有。

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