地磁反转

地磁逆转是指地球磁场方向的变化，也就是北磁极和南磁极的对调。地磁逆转的发生常常伴随着磁场强度的减弱，当新的方向确定后，磁场强度又会迅速增加。地磁场一般几万年甚至更久才会发生逆转，发生的频率也不固定。最近研究显示，地磁翻转的过程最快百年以内即可完成，颠覆以往认为需要千年的普遍认知。在20世纪早期，地质学家首次注意到一些火山岩并非朝向预期中的方向磁化。第一次针对地磁逆转的调查是由日本地球物理学家松山基范在1920年代完成的，他注意到有些日本岩石地磁反转，而它们都属于更新世早期或更早。在当时他提出地磁场可能曾经相反，但由于对地磁场的认识太少，因此地磁反转的理论只受到微小的关注。大多数1950年代末期对古代地磁场的研究都着重于调查磁极与大陆漂移。尽管一些岩石被发现会在冷却时反转磁场，大部分受磁化的火山岩在冷却时会留下地磁场存在的痕迹。最初认为逆转每一百万年发生一次，但在1960年代发现每次逆转的周期是无规律可循的。在1950和1960年代，研究船收集关于地磁场变化的资料。由于航线的错综复杂，整合航行资料与磁力计读数变得困难。但当资料绘制成图时，明显地有显著的规律连续磁性条带横越海底。在1963年，弗雷德里克·范恩（Frederick Vine（英语：Frederick Vine））以及卓门·马修斯（Drummond Matthews（英语：Drummond Matthews））联结哈里·海斯（Harry Hess（英语：Harry Hess））的海底扩张学说与已知的地磁逆转时间表，提出了一个简单的解释：如果新的海底获得了当前的地磁场，中洋脊的扩张会产生平行于中洋脊的磁性条带。加拿大人劳伦斯·莫里（Lawrence Morley（英语：Lawrence Morley））在1963年1月提出了相似的解释，但他的成果遭到《自然》及《地球物理学研究杂志》科学期刊的拒绝，直到1967年才被刊登在文学杂志《周六评论》（Saturday Review）上。自1966年开始，拉蒙特－多尔蒂地质观测站（Lamont-Doherty Geological Observatory）的科学家发现横越太平洋-南极洋脊的地磁数据图表与北大西洋雷克雅内斯中洋脊（north Atlantic's Reykjanes ridges）相互对应。相同的地磁异常现象在世界各海洋被发现，使得估算大部分海洋地壳诞生的时间变得可能。透过分析古地磁学的资料，我们现在知道地磁场自地球历史早期形成以来已经反转过数以万次。由于全球磁极时间表（Global Polarity Timescale, GPTS）越来越精确，揭示了过去地磁反转的发生速率是相当多变的。在某些地质年代间（如白垩纪稳定期），地磁场被观测到在数千万年间保持一个单一的方向。其他的时间似乎发生得非常迅速，五万年间发生了两次反转。最近一次反转是大约在78万年前的布容尼斯－松山反转。欧洲空间局（European Space Agency，ESA）发现在印度洋，地磁有所增强，但在整个美洲，地磁都呈现减弱。