令人惊讶的是，北方并非永远是北方。有一个地理上的北方，在地图上是朝向北极的“上方”，还有一个磁北，指南针的指针就是指向那里。目前两者大致一致，但这并非总是如此。地球的磁场——它指引着指南针、动物和极光——会游移不定，并且在过去曾完全颠倒过：磁北曾位于地理南极。
一些地质学家曾认为，翻转可能相当迅速，甚至可能在一个人的生命周期内完成。这是一个大问题，因为目前的波动表明，磁北可能很快就会迎来一次这样的重大转变。虽然这可能是一个平稳的过程，但我们对地球如何应对这些情况知之甚少，所以无法确定我们是否应该担心。而且，任何自然出现的问题与这种翻转对我们的电器设备造成的混乱相比，将显得微不足道。
但今天发表在《科学进展》上的一项新研究表明，我们可能应该放轻松，因为地球上一次磁场翻转耗时相当长：至少22,000年。这是我们拼凑出地球磁场如何运作以及为何运作的又一块拼图，研究人员正在缓慢但稳步地弄清楚这一点。
神秘的磁性
那么，我们如何研究数万年前如此难以捉摸且无形的磁场呢？就像大多数专注于遥远过去的科学一样，我们通过研究岩石。具体来说，研究人员研究古代形成的岩石中的金属成分，以了解地球的磁场在它们硬化之前是如何影响它们的。唯一的问题是，磁场翻转在地质时间尺度上相对较快，所以关于这些事件的数据并不多。
“尽管经过数十年的研究，磁场的几何结构、时间和持续时间仍然是个谜，”该研究的作者写道。为了帮助揭开这个谜团，该团队研究了近80万年前的熔岩流，这大约是最近一次磁场翻转发生的时间。他们分析了来自智利、夏威夷、塔希提岛和其他地方的样本，以获得对不断变化的磁场的真正全球性认识。至关重要的是，他们使用了最新、全新且改进的测年方法，以精确确定每个样本的年代。
然后，地质科学家将这些数据与研究地球过去磁场的其他方法进行了比对，包括对海底和南极冰芯的分析。（前者是古代岩石的另一个来源，其内部记录了磁场的运动；后者显示了过去有多少太空辐射撞击地球表面，这可以作为磁场强度的代理，因为磁场较弱时允许更多辐射通过。）
极性翻转！
所有这些工作都描绘了一幅生动的地球磁性过去图景。麻烦的第一个迹象出现在大约79万年前，当时磁场开始出现崩溃的迹象。但它很快就恢复了，并保持了11,000年的强度，直到再次开始衰弱和不稳定。在那时，磁场完全翻转可能只用了4,000年。到77.3万年前，翻转就完成了。
因此，虽然真正的转变相对较快地发生，但在此之前，已经出现了长达数千年的明显活动。而这是我们今天尽管经过极其密切的观察，但尚未注意到发生的活动。一次全面的磁场翻转可能不会在我们不久的将来发生。
但是，我们有可能正处于一个持续数千年的过程的开端，并可能以一次磁场翻转告终。多亏了这项研究，我们将能够更好地应对可能伴随从北向南的转变而来的任何灾难——无论是人为的还是自然的。
