地球磁场转换规律_1-东泰百科网

网上有关“地球磁场转换规律”话题很是火热，小编也是针对地球磁场转换规律寻找了一些与之相关的一些信息进行分析，如果能碰巧解决你现在面临的问题，希望能够帮助到您。

根据地磁场起源理论，地磁场磁极之所以发生倒转，是由地核自转角速度发生变化而引起的。地壳和地核的自转速度是不同步的，现阶段地核的自转速度大于地壳的自转速度。然而，40亿年前，情况却不是这样，那时地球表面呈熔融状态，月球也刚刚被俘获，地球从里到外的自转速度是一致的，地球表面不存在磁场。但是，随着地球向月球传输角动量，地球的自转角速度越来越小。同时，地球也渐渐形成了地壳、地幔和地核三层结构。地球自转角动量的变化首先反映在地壳上，出现了地壳自转速度小于地核自转速度的情形。这时，在地球表面第一次可以感受到磁场的存在，地核以大于地壳的自转速度形成了地磁场。按照左手定则，磁场的N极在地理南极附近，磁场的S极在地理北极附近。地壳与地核自转角速度不同步，这种情形并不能长久地保持下去，地核必然通过地幔软流层物质向地壳传输角动量，其结果是地核的自转角速度逐渐减小，地壳的自转角速度逐渐增大。当地壳与地核的自转角速度此增彼减而最终一致时，地磁场就会在地球表面消失。地核与地壳间的角动量传输并不会到此为止，在惯性的作用下，地壳的自转角速度还在继续增大，地核的自转角速度继续减小，于是出现了地壳自转角速度大于地核自转角速度的情形。这时，在地球表面就会感受到来自地核逆地球自转方向的旋转质量场效应。按照左手定则判断，新形成的地磁场的N极在地理北极附近，S极在地理南极附近。从较长的时期看，整个地球的自转速度处在减速状态，但地壳与地核间的相对速度却是呈周期性变化的，这就是每隔一段时间地球磁场就要发生一次倒转的原因。

据2006年9月8日《科学》杂志报导，科学家们从澳洲、中国、挪威的岩石样本研究中都表明了地球磁极的变化。具体来说，在过去的2千万年里，北极方向的调转超过50度。这个变化相当于从阿拉斯加(或者是西伯利亚)到赤道的距离。

在发达的古玛雅文化中，也有相关的记述。根据玛雅人的历法，自1992年至2012年，地球会进入一个历时五千二百多年的「大周期」最后阶段的最后一个时期，也称为「地球更新期」。玛雅文化中也预言到，2012年的地球磁场会转换。

而印度日报(Indiadaily)2005年3月1日报导说，海得拉巴德(Hyderabad)一家公司的地球物理学家与天体物理学家预言2012年地球和太阳的磁极将发生逆转来源:https://488wan.com/cshi/202501-182.html。地球磁极逆转是指地球磁场的北极和南极发生对调。在这个过程中地球将经历在某个时间点上没有磁场的状态。

地磁每一刻都在发生细微变化，但科学家发现，地磁正在减弱，与过去5000年相比，其变率在近300年来升高，可能是地磁逆转的先兆。事实上，地球自诞生以来，已发生过数百次的地磁逆转，古磁学家表示，它就好像地球进入冰河时期般普通，只是现代人类未经历过这种现象而已。地磁逆转会由「正常」的南磁极（southmagneticpole）和北磁极（northmagneticpole）调转，换句话说，届时指南针的磁针北极会调转指向南极，而不是北极。

科学家在大西洋深海采集岩石样本，分析出过去1.7亿万年来的地磁逆转记录。结果显示，地球平均每25万年出现一次地磁逆转现象，然而对上一次发生逆转已是72万年前的事，意味地球最新一次的地磁逆转其实早已过期。来源:https://www.488wan.com/cshi/202412-52.html

英国利物浦大学地质学家约翰．萧，研究由史前时期到现代的陶器，分析地磁在过去5000年的变化。陶土含有铁矿物，在烧制陶器的那一刻，铁矿物会根据当时的地磁强度而排列，透过分析陶器上的铁矿物，便能知道几千年来的地磁变化。他说：「我们根据陶瓷数据所绘的图表显示，地磁在近300年的减弱速度比过去 5000年来任何时期都厉害。它由强变弱，而且减弱速度非常快。」

按目前减弱速度，地磁可能在数百年内消失，使地球暴露于太空风暴和太阳辐射中，对大气层和地球生物带来难以预料的后果。但地磁亦可能停止减弱，并开始加强，但亦可能在减弱到某一程度时突然逆转，使地球进入新一次「地磁逆转」时期。

一群电脑科学家和地理学家﹑天体物理学家进行了一项联合研究後宣称﹐到2012年地球和太阳的磁极将同时发生逆转。据称而上一次发生这样的事件是在数千万年前恐龙灭亡的年代。

据印度日报(Indiadaily)3月1日报导﹐海德拉巴德(Hyderabad)的一家公司的研究人员预言2012年地球和太阳的磁极将发生逆转。地球磁极逆转是指地球磁场的北极和南极发生对调﹐在这个过程中地球将经历在某个时间点上没有磁场的状态。研究人员认为﹐如果这正赶上11年一循环的太阳磁场转换﹐就可能造成问题。来源:https://488wan.com/cshi/202501-175.html

这样的事情在人类历史上没有记载﹐所以只能通过电脑模拟其影响。美国太空总署最近的报导大大降低了公众对这一事件的恐慌﹐他们认为地球的磁场在转换过程中只会减弱和不会消失。

根据海德拉巴德模型﹐地球和太阳的磁场在转换除了可以造成电力失效和候鸟失去辨别方向的能力外﹐还有其他的严重後果﹐包括﹕

--所有动物﹐包括人类的免疫系统将明显削弱。

--地壳变动会有更频繁的火山﹑更剧烈的地质构造运动﹑地震和山体滑坡。

--磁场减弱造成宇宙射线成倍增加﹐导致的放射污染会造成更多的癌症。

--小行星可能会更容易接近地球。

--地球重力场发生变化。

把所有这些可能加在一起﹐不难发现到2012年地球文明将受到威胁。研究人员预期由于生活在地下的生物不会受到影响﹐并可能趁机向地表发展。他们还猜测类似的事件在遥远的过去也曾在火星发生

迁徙中的鸟类是怎样"看见"地磁场的

地磁场的强弱影响生男生女,温度之所以会影响宝宝性别，研究人员的假设是：高温会影响精子的X染色体，让女宝宝不容易出生；低温会影响精子的Y染色体，让男宝宝不容易出生。

科学家们早已经知道太阳的活跃程度会对生物圈有所影响，但是它究竟是通过什么办法来调节生物过程，到现在也没人能说清楚。多年来，俄罗斯科学家一直在对太阳的无常变

化到底会给人类造成什么影响进行研究，有时还会得出一些意想不到的结果。

每个家庭都在为下一代的出世事先做好准备工作，父母在孩子未出生之前经常私底下猜测：即将出世的孩子到底是男是女。古希腊人认为，未来孩子的性别直接同气候有关：热天容易怀男孩，冷天容易怀女孩。不同的国家民间还有不同的算法和说法。

俄罗斯联邦卫生部圣彼得堡x光放射学中央研究所的科研人员排除各种算法和说法，决定从医学、生物学和地球物理学的角度来研究这个问题。

科学家们一开始是抱定目的研究小剂量辐射对人体所产生的生物效应。当代科学已经认定，磁场正是通过少量放射性辐射对人和动物的机体施加有害影响。

最新的研究结果已经证明，中风和血压都同地磁场的强度增大有关。来源:https://488wan.com/bkjj/202412-32.html

除此之外，通过对老鼠的试验可以明显看出，地磁摄动所产生的不可避免的放射化学物质会破坏动物的免疫力，并常常夺去性命。如果血液细胞的情况或多或少还能看出些问题，那人的生殖细胞在这些过程中又会怎样呢?为了回答这个问题，科学家对圣彼得堡市和列宁格勒州的600名居民进行了调查。为了取得无懈可击的结果，必须得考虑两个主要因素：所调查对象的出生日及其性别。地磁活动指数也相当重要，否则无法开展调查。

有关自1914年来对地球磁场观察得出的结果由电磁学、电离层和无线电波传播研究所圣彼得堡分所提供。剩下来的只须将那些地磁观测指数同资料——握在科学家手里的那些人的情况拢到一起来就行了。

问题是很难精确地判断出孩子受孕时间。这可能是为了探求真理而碰到的最最棘手问题。

研究人员老老实实地将具体某个人的出生日往前减去280天，这应该是胎儿的发育天数。之后再根据工具书查出1914-1979年间不同人受孕日的地磁场情况。研究人员只注意到总的地磁强度，忽略了一般振荡状态和自身摄动之间的区别。

结果相当出人意外。科学家们发现，受孕时刻地磁摄动情况和未来孩子性别的形成有着某种联系。

调查结果表明，在地磁场强度下降的情况下男孩的出生率要高于女孩出生率。这就是说，在地磁活动减弱的日子里受孕，9个月后多生男孩，同女孩的比例是16：10。而当地磁场波动的曲线图达到最高极限时，女孩同男孩出生率的比例是15：10。

可究竟地磁场是怎样影响生殖细胞的，目前科学家们还没有统一的定论。不过，圣彼得堡科学家们的计算方法可以视为在这个科学领域勇敢迈出的第一步。当他们取得这些回溯性的计算结果之后，现在已经在开始试图对这种性别形成和地磁活动状况的关系作出解释。

鸟类的迁徙，在令人惊叹之余，也让科学家们迷惑不已：迁徙路径那么长，鸟类却能准确地达到目的地，它们是如何在茫茫天地间确定自己飞行的方向呢？历史上，地貌说、记忆说、磁场说等各种解释鸟类定向迁移的假说层出不穷。随着越来越多的观察和实验，前两种假说逐渐让位于磁场说。那么，新的问题产生了：鸟类是如何感受地球的磁场来决定飞行方向呢？毕竟，地球磁场的强度，只有一台电冰箱所产生磁场的两万分之一。

然而随着研究的深入，一个出乎意料的理论浮现在人们面前：鸟类，这类在地球上飞行了数千万年的恐龙后裔，居然通过量子层面的电子行为直接“看见”地球的磁场。量子纠缠态——爱因斯坦口中的“鬼魅似的远距作用”——正是鸟类能够回家的秘密。

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参考资料：

迁徙的鸟类如何“感应”地磁场？

摘要: 迁徙路径那么长，鸟类却能准确地达到目的地，它们是如何在茫茫天地间确定自己飞行的方向呢？

欧亚鸲（Erithacus rubecula）又叫知更鸟，广泛分布于北半球大陆，其迁徙和定向的机制是人们最为熟知的。（：）

之所以能够“看见”量子纠缠，是因为鸟类们具有一类精妙的感光蛋白——这类蛋白最初是在植物中被发现的。而近日，德国科学家们又取得了重要的突破，他们发现鸟类之所以能够感知磁力，正是这种感光蛋白的核心辅酶的功劳。12月3日，他们杂志上连续发表了两篇论文，文中指出在感光蛋白磁力导航过程中起核心作用的分子，是一种维生素B2的衍生物。

鸟类迁徙、植物蛋白、地球磁场、量子物理，这四个看起来毫不相干的学科，是如何联系起来的呢？这是一个既古老而又前沿的故事。来源:https://aiyou168.com/cshi/202412-80.html

感受蓝光的蛋白

早在达尔文时代，人们就注意到了植物会对不同波长的光产生不同的反应。例如在短波长的蓝紫光甚至紫外光下，植物生长的高度受到显著的抑制——这也就是高山植物大多长的得矮小的原因之一。然而，植物感受蓝光的感受物质，也就是科学家们所说的蓝光受体，直到20世纪末才真正确定。1993年，科学家们从常用的实验植物拟南芥（Arabidopsis thaliana，中文正式名为鼠耳芥）中，第一次获得了编码蓝光受体的基因。被发现的蓝光受体被命名为隐花色素（cryptochromes，CRY）。之所以叫这个名称，是因为之前人们认为这类蛋白可以帮助诸如藻类、苔藓类等不开花的植物（隐花植物）吸收蓝光之用。

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隐花色素，或者称为CRY蛋白，的确参与了植物一系列需要感受短波长光的生理活动。然而仅仅在两年之后，人们惊讶的发现在人类体内同样存在编码CRY蛋白的基因来源:https://www.488wan.com/bkjj/202412-55.html。随后，在果蝇、小鼠等动物体内也相继发现了隐花色素基因。人们最终意识到，CRY蛋白是一类广布于真核细胞生物的光受体蛋白。当然，鸟类也不例外。

在动物中，CRY蛋白主要集中于神经组织，尤其是与感光相关的组织细胞中。视网膜是CRY蛋白表达最为强烈的组织之一。显然，它在动物体内也参与到受光调控的生理活动之中。而鸟类迁徙和定向，则很早之前就被观察到和光相关：在白天，鸟类的飞行具有很强的定向性，而在夜间则更容易迷失方向。传统的地磁感知理论并不能很好解释这种现象。2000年，美国伊利诺伊大学教授克劳斯·舒特恩提出了一个新的理论，那就是CRY蛋白参与了鸟类对地磁场的感应。

光、量子物理和地球磁场

动物视网膜上的CRY蛋白，主要分布于视觉细胞内部膜堆叠而成的片层结构上。这些片层垂直于感光细胞的长轴，因而平行于视网膜的内表面，从而使得CRY蛋白在视网膜上呈现排列整齐的一个阵列。

CRY蛋白之所以能够感受光，是因为它的内部结合有一个黄素二核苷酸（FAD）分子。FAD听上去似乎有些遥不可及，但其实与我们的生活密不可分，它是一种参与了多个重要反应的氧化还原辅酶，在糖、脂肪与蛋白质的代谢以及呼吸作用中起了非常重要的作用。FAD的核心成分是核黄素，也就是我们熟知的维生素B2，缺乏这种人体必需维生素，对我们造成的损害也是极大的。

FAD在感受光的过程中也起到了重要作用，这个分子和包裹它的氨基酸侧链构成了一个精巧的光反应中心。当波长合适（通常是位于蓝紫光和紫外光波段）的光子射入时，FAD分子能够吸收这枚光子的能量，从而进入激发态。这时，它会从周边环境中吸收一个质子（H+）形成FADH+，进而从紧邻它的、属于CRY蛋白本体的色氨酸基团上夺取一个电子。这一系列的电荷转移过程，使得CRY蛋白的构象发生变化，从而引发后续的反应。

CRY蛋白和它所结合的FAD分子的空间结构。：uiuc.edu来源:https://488wan.com/bkjj/202412-43.html

如果仅仅是这样，那么还无法和地球磁场建立联系。然而，神秘的量子效应在此时出其不意的成为了事情的关键。我们知道，占据同一个轨道的一对电子，它们的自旋方向总是相反的——这是量子物理学的基础之一：泡利不相容原理所决定的。然而当其中一个电子被激发而“出逃”之后，这种限制消失了——在通常情况下，外界的各种随机因素都会影响激发电子的自旋状态，从而破坏“成对必反”的这一规则。

然而在CRY蛋白之中，这两个成对电子在激发之后依旧被彼此的状态所羁绊——换句话说，它们仍然能在相当长的时间内保持一种“纠缠”的状态来源:https://488wan.com/cshi/202501-233.html。而这足够长的时间给了地球磁场以机会。当地球磁场以特定角度作用于这对电子时，可以改它们自旋的状态，从而影响电子重新回到基态轨道所需要的时间，而这同时也影响了CRY蛋白引发下游反应的时间。

因此，当平行的地磁场穿过弧面的视网膜时，位于视网膜不同位置的CRY蛋白，所接收到的磁场方向是不同的，由此造成视网膜不同区域CRY蛋白活性的差异，进而影响了对光的感知。这种感光差异不仅显示出了朝向的不同，同时还能反应所处的纬度位置——因为不同纬度下地磁场和地平面的夹角不同。所以从鸟儿们的视角来看，它们的视野中不但包括了所看到的景物，还用明暗标示出了朝向和纬度信息。可以说，这是鸟儿们眼睛内自带的一套“头戴显示系统”，这可比最先进的战斗机飞行员所使用的装备都要精巧的多，也早的多。由于FAD受光激发后，本质上形成了一对含不成对电子的自由基，因此这一理论也被称为“自由基对”模型（Radical Pair Model）。

在鸟类视角中，不同方位的眼中景象或许是这样的。来源：来源:https://aiyou168.com/cshi/202501-215.html

仍在前行

事实上，在上世纪七十年代，当舒特恩第一次用“自由基对”理论解释鸟类感受磁场的机制的时候，该理论一度受到轻视甚至嘲讽——因为没人相信鸟类的眼睛能够具有如此精巧的地磁感受系统。然而，随着时间的推移，越来越多的证据都在支持这一模型。例如人们发现，当向鸟类发射极为微弱，但频率恰好可以影响电子自旋方向的电磁波时，鸟类的导航机能就被破坏——这一非强度决定型的现象是传统理论无法解释的。此外，这一模型还发现，当磁场强度在和地磁强度接近（约1高斯左右）的环境下，这种“地磁可视性”的效应最为明显；而当磁场强度过大时，这种效应反而会被削弱——这可以解释鸟类对微弱磁场感受的敏感性。

欧亚鸲每年在欧洲与北非之间长距离迁徙，因此这种鹟科鸟类常被用作迁徙相关的研究。：

目前，“自由基对”模型是解释鸟类迁徙定向机制的热门理论之一。就在最近，一项来源于德国法兰克福大学与马克斯-普朗克研究所的实验，就将“自由基对”模型向前又推进了一步：确定了使得CRY蛋白具有活性时的FAD状态。

事实上，人们一直十分关注隐花色素中FAD的状态，尤其是当CRY具有活性的时候，因为这决定了CRY蛋白是通过哪对自由基来感受地球磁场的。实验证明，在鸟类CRY中能够产生两组“自由基对”：首先，激发的FADH和色氨酸组成了第一组自由基对；随后，激发的FADH在被还原成FADH-后，又会被氧气再次氧化为激发态的FADH来源:https://488wan.com/bkjj/202412-21.html。这时，它和获得电子的氧气分子（O2?-）形成了第二对自由基对。来源:https://www.488wan.com/cshi/202501-153.html

在之前的研究中人们发现，FAD从基态向激发态和激发态向还原态的转化都需要短波长光的参与。然而这两步对光的需求不同——前一过程需要波长更短的蓝光和紫外光，而后一过程还能靠波长更长的绿光实现。因此用不同波长的光刺激鸟类，可以产生处于不同状态的FAD。而为了检测有活性的CRY蛋白，科学家们研发了一种专门结合构象改变后CRY蛋白的抗体。来源:https://aiyou168.com/cshi/202501-220.html

家鸡接受白光照射后被转移到不同波长光中，科学家在它们的视网膜中都检测到了活性CRY蛋白的产生。然而，如果先将鸡放置在黑暗中，然后再转移到不同波长光中时，科学家们发现经过绿色光照射的鸡视网膜内活性的CRY蛋白消失了。此外，如果将经过白光照射的鸡长时间放绿光中，视网膜内活性的CRY蛋白会逐渐减少以至于消失。

通过这一实验科学家们表明，在蓝光和紫外光存在的情况下，FAD可以始终在四个状态间循环转化。而当只有绿光存在时，这一循环在第一步被阻断了。当从黑暗移动到绿光下时，鸟类只能使用之前已经生成的激发态FAD生成后续的还原态FADH-和第二组自由基对——此时，CRY蛋白能够具有活性。但是，FADH-和由其生成的第二对自由基对会随着反应的进行而被逐渐消耗殆尽，而基态的FAD不再会被激发，因此也不会产生有活性的CRY蛋白。

隐花色素中，FAD在光的作用下在四个状态间循环转化。：

随后，科学家们又考察了欧亚鸲在不同光照情况下的定向能力。和家鸡中的结果类似，经过黑暗环境后放置在绿光下的欧亚鸲失去了定向能力，而白光照射后转移到绿光下的欧亚鸲在开始时能够确定方向，但随着绿色照射时间的延长，这种定向性也逐渐消失。这两个实验一同表明，FADH-这种还原态的存在引发了CRY蛋白的活化，而随后生成的第二对自由基对，则是感受地球磁场的关键因素。

当然，上面的这些工作，仅仅是了解鸟类感受地球磁场机制的进步之一。“自由基对”模型本身，就如同科学上任何发现和进展一样，依然在探索中不断前行，继续发现和回答着新的问题和质疑。要完全解释鸟类迁徙和定向这一现象，长路依旧慢慢。而这，正是人类对自然不断深入探索的一个缩影。

（来源：中国野生动物保护协会）来源:https://488wan.com/xwzx/202412-77.html

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