地球心脏在衰竭！科学家称：冷却速度比预想快一倍，地球将死？

地核这颗“地球心脏”真的在衰竭吗？它冷却得越来越快，会不会让地球失去保护，最终走向死亡？

要回答这些问题，不能只盯着“冷却”两个字，还要先弄清楚地核到底在为地球做什么，其中最重要的一项，就是维持地球磁场。很多人一辈子都以为脚下的大地永远不会变。

实际上，地核已经持续运转了大约46亿年。近年来有说法认为，它冷却的速度可能比科学家此前预想的快一倍。

这听起来很吓人，但要判断地球会不会因此“死去”，还得从地核撑起的这层看不见的保护罩说起。2010年，《科学》杂志上的一项研究提出，地球磁场形成于约34.5亿年前，和地球生命诞生的时间正好对得上。

研究者认为，如果当时没有磁场保护，致命的太阳辐射会很快撕开大气层、蒸干海洋，地球生命还没来得及发展就会被扼杀。磁场出现和生命诞生，在时间上可能并不是巧合。

隔壁的火星可以作为参照。如今的火星荒凉到连草都不长，可几十亿年前，它也有过海洋和大气，甚至可能出现过生命。

两颗行星的命运差别这么大，提醒我们，一颗行星能不能长期适合生命生存，深层结构和外部保护都很关键，地球磁场正是其中不可缺少的一环。此后30多亿年，地球磁场一直在为地表生物阻挡来自太阳的高速带电粒子流。

它把大部分粒子挡在外面，还把一部分粒子引向南北两极。这些粒子在极地上空和大气发生作用，形成了梦幻般的极光。

我们平时感觉不到磁场的存在，但地球上的生命一直在它的保护下繁衍。不过，这层保护罩并不是一成不变的。

从1683年人类开始记录地磁信息到现在，地球磁极的位置一直在移动。学者们还发现，地球历史上发生过很多次磁极倒转，也就是南北磁极互换位置，而且这些倒转看不出任何规律。

于是就有两个问题：地球磁场究竟是怎么形成的？磁极倒转又会带来什么后果？回答第一个问题，要先了解地球的结构。

地球由地壳、地幔和地核三部分构成，最深处的地核主要由铁和镍两种金属组成。所以一开始，科学家很自然地认为，地球磁场就是地核这个“大铁块”本身的磁性，这种观点被称为“铁磁体假说”，很长一段时间里看上去都很合理。

铁磁体假说符合直觉，却是错的。根据皮埃尔·居里的实验，任何物质只要被加热到一定温度，磁性就会消失，这个温度叫作“居里温度”。

铁和磁铁矿这类磁性物质的居里温度大约是700摄氏度，而在地球内部，只要深入地表25公里以下，温度就能达到这个水平。再往深处，地球内部的温度高达4000摄氏度，地核深处更被认为接近6000摄氏度，远远超过磁性物质的居里温度。

在这样的高温里，铁根本保持不了磁性。由此可以判断，地球磁场不可能来自一块巨大的天然磁铁，铁磁体假说也就站不住了，科学家只能另找答案。

到了20世纪初，科学家又提出“电荷旋转假说”。这个理论认为，地球上存在等量的两种电荷，一种集中在地球内部，另一种分布在地球表面。

随着地球自转，这些电荷跟着旋转，形成环绕整个地球的圆形电流，地球磁场就是这股电流激发出来的感应磁场。这个假说有个好处：可以用计算来检验。

按照它的逻辑，只要测出地球表面的电场强度，就能推算出地球磁场强度的理论值。可真正算出来以后，人们发现理论值和实际磁场强度相差了1亿倍，也就是整整8个0。

就算地球内部真有旋转的电荷，也远远不够形成这么强的地磁场。在随后的大约100年里，各种假说层出不穷，但大多不可靠，也都解释不了磁极漂移和倒转。

直到1958年，日本地磁学家力武常次在发电机假说的基础上，提出了“双圆盘耦合发电机模型”，比较巧妙地解释了地球磁场形成和变化的原因，得到了学界的普遍认可。

力武常次认为，在地核和地幔交界的位置，液态外核物质会形成对流，构成一台巨大的“发电机”，地球磁场就是由这台发电机产生的电流激发出来的。地核外层的液态铁镍已经翻滚流动了几十亿年，从来没有停过，这正是磁场能够长期存在的动力来源。

可以把对流的物质想象成两个旋转的圆盘，它们之间会产生两股方向相反的电流，同时激发出两个极性相反的磁场。两个圆盘转速不同，各自的速度也在不断变化，强度更大的那个磁场就会占上风。

在电磁耦合效应的作用下，这个方向的磁场不断被增强、放大，最终形成了地球磁场。明白这个原理，就能理解为什么地核冷却会让人担心。

外核对流靠的是地球内部的热量，热量散失得越快，这台发电机的“燃料”消耗得也就越快。有说法认为冷却速度比预想快一倍，正因为它关系到磁场的动力来源，才会引起这么多关注，“地球心脏衰竭”的说法也是从这里来的。

按照发电机模型，核幔边界的对流相当于一个庞大的混沌系统，地球内部一点轻微的变化都可能改变磁场的状态，甚至让占优势的磁场方向发生翻转。这解释了地球磁场为什么总在变化，也解释了为什么很难预测下一次磁极倒转的时间。

人类甚至无法排除，在有生之年就会遇上一次。那么，磁极倒转意味着什么？

一种常见的想象是：地球表面将遭到大量带电粒子流的轰击，依赖磁场导航的生物彻底迷失方向，自然生态遭到严重破坏，海平面上升，全球地震和火山接连爆发，人类文明毁于一旦。这类末日场景流传很广，也很容易让人恐慌。

但这些灾难场景并不会发生。科学家研究古地磁后发现，地球历史上至少发生过数百次规模不一的磁极倒转。离我们最近的一次是“哥德堡反极性事件”，距今约1.4万到1.2万年。

如果磁极倒转真会毁灭生命，地球上的生物早就在这数百次翻转中消失了。那时的人类还处在很早期的发展阶段，却没有因为这次磁场变化受到明显影响。

他们照常繁衍生息、创造文明。一万多年后，他们的后代还能从容地坐下来研究地球磁场是怎么来的。

磁极倒转这样剧烈的变化都没有终结人类，单凭冷却速度加快这一点，也说明不了末日马上就会到来。地核冷却确实是真实存在的长期过程，但它是以亿年为单位推进的，不是几天、几十年就能结束。

设想到了非常遥远的未来，地球内部的动力逐渐耗尽，造山运动彻底停止，在之后的几十亿年里，只剩风慢慢磨平高山、填平沟壑。那是地质尺度上的结局，和人类的时间感完全不是一个量级。

人类文明满打满算才五千年左右，放在几十亿年的冷却过程中，连一秒钟都算不上。就算冷却速度真的比预想快一倍，那个终点仍然远在人类能够想象的时间之外。

我们这一代人，以及往后的无数代人，都不会碰上这场所谓的“地球之死”。回头看，地球磁场从生命诞生起就在保护地表。

它会漂移，也会倒转，这在地球漫长的历史中是常态。发电机模型给磁场的形成和变化提供了合理的解释，古地磁记录则说明，磁极倒转不必被看作文明的末日。

地核在冷却，这颗心脏也在慢慢变老，但它衰老的速度要用亿年来计算。“地球将死”说的是遥远地质时间里的事，并不是迫在眉睫的危机。