台大研究改寫地質學課本! 發現「地磁倒轉」100年內可完成

上報快訊/王良博 2018年08月22日 18:21:00

台大地質系教授沈川洲與跨國研究團隊發現,地磁最快曾在100年內發生倒轉,比過去預估要1000年以上的時間,還要快上不少。(取自NASA官網)

地球磁場可以保護地球不受到太陽風襲擊,但地球磁場日益減弱,可能會發生地磁倒轉,使得地球遭受太陽風侵襲,造成電子設備無法使用、全球網路癱瘓等嚴重影響。不過,究竟多久會發生一次地磁倒轉,一直是未解之謎。台大地質系教授沈川洲與跨國研究團隊發現,地磁最快曾在100年內發生倒轉,比過去預估要1000年以上的時間,還要快上不少。

 

沈川洲與研究團隊的成果,20日刊登於《美國國家科學院院刊》(PNAS),台大22日召開記者會介紹研究成果,並與在英國牛津大學擔任訪問學者的沈川洲視訊連線,由沈川洲親自說明研究過程。

 

台大22日召開記者會介紹研究成果,並與在英國牛津大學擔任訪問學者的沈川洲視訊連線,由沈川洲親自說明研究過程。(攝影:張凱婷)

 

研究顛覆科學界認知

 

地球磁場是位於地球內部的磁場,地球磁場功用在於保護地球不受到太陽風所帶來的帶電粒子直接侵襲地球,若太陽風直接侵襲地球,將會造成手機、電力系統及網路等電子設備無法使用,帶電粒子也可能對人體皮膚造成傷害。

 

地球磁場在過去150年間,日益減弱,若持續減弱至一定程度,可能導致地磁倒轉,在倒轉的過程中,就會讓太陽風可以直吹地球,使得太陽風的帶電粒子直接影響地球上電子設備的運作,造成金融市場等現代文明失序,鮭魚、候鳥等藉由感應地球磁場進行遷徙的動物,則可能產生錯亂。

 

過往科學界認為,地磁倒轉是緩慢發生,大約需要1000年以上才能完全倒轉,但在此次研究中,沈川洲與研究團隊發現,地磁最快可以在不到100年間,就完全倒轉。

 

研究過程遇雙重困難

 

沈川洲也分享在這次研究中遇到的困難,首先是地質標本的限制,標本必須是連續記錄下地磁改變的材料,但又必須有足夠的磁訊號,才能夠作為研究之用。沈川洲說明,這一次研究使用的石筍因為長時間讓磁性礦物嵌埋在其中不受破壞,是理想的地質標本,但事實上石筍中的磁性礦物含量也相當稀少,光是在世界各地尋找適合的地質標本就花了非常多時間,最後在中國貴州三星洞找到適合的石筍進行研究。

 

沈川洲與團隊在研究過程中,光是尋找適合的地質標本就是個極大的困難。(台大提供)

 

另一個研究困難則在於不容易計算地質標本的年代,沈川洲解釋,因為需要把發生地磁倒轉的時間點準確還原,因此需要把定年技術的誤差縮小到數十年,才能還原出地磁倒轉的紀錄。最終研究團隊靠著精確的定年技術,以及在中國發現的石筍地質標本,耗費8年時間完成此研究。

 

不必擔心地磁倒轉

 

在這次研究中,沈川洲與研究團隊主要有兩大發現,一是發現地磁倒轉的發生情形,會是先從地磁正向(指地磁北極在地理南極附近,地磁南極在地理北極附近),經過約100年到數百年間,就快速倒轉成反向,再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,此一現象稱為「周氏震盪」。

 

二是過去科學界認為,地磁完全倒轉需要1000年以上,但沈川洲與研究團隊發現,在九萬八千年前,地磁僅需86年至202年間,即可從正向完全倒轉到反向,比過往預估的速度快上10倍。

 

不過,沈川洲強調,這次的研究成果並不代表可以預測何時會發生地磁倒轉,只是對於地磁倒轉研究有了革新的發現,一般來說,地磁非常微弱或是地磁飄移速度加快很多時,就可能會發生地磁倒轉。

 

至於若發生地磁倒轉會產生的結果,沈川洲說明,在翻轉的過程中,太陽風帶來的帶電粒子會造成地球上的電子設備,例如手機、網路及電力系統等無法運作,使得人類生活失序,鮭魚、候鳥等動物也可能產生錯亂,引發生態問題。不過沈川洲也強調,不需太過擔心,即使發生地磁倒轉,人類的文明應該還是能夠讓人類安全存活下來。(藍營松信雙姝內鬥

 

【延伸閱讀】
●【科學片】天文雙重奇觀! 本世紀最長月全食巧遇火星大衝
●【科學片】天文大發現! 火星藏湖泊可能存有微生物
關鍵字: 台大 地磁 沈川洲

【上報徵稿】

 

上報歡迎各界投書,來稿請寄至editor@upmedia.mg,並請附上真實姓名、聯絡方式與職業身分簡介。

 

一起加入上報Telegram,新聞不漏接!@Telegram


回頂端