接下来的文字可能会颠覆一些朋友的认知。如果觉得不适，欢迎把我踢出列表。
今天要讨论的话题和我自己的领域有关，也是在阅读文献和资料中产生的思考。
目前我正在进行鸟类学的研究，那么中国的鸟类学发展，实际上起步比西方国家晚数十年甚至百年，自大航海时代开始，西方的博物学研究已经初见雏形。
我国的鸟类学研究，可以说在新中国建国后才开始起步，在建国初期的艰苦条件下，显然也没有什么太大的进展。在80年代初，“科学的春天”的到来，激发了一大批动物学工作者的科研热情，中国的鸟类学研究及其他类群的研究这时候才开始正式形成系统。
我国是一个生物多样性大国，地理区系构成也相当复杂，很多地区的落后和封闭，原始蛮荒的自然环境，注定了中国的野生动物研究是艰难曲折的漫长道路。近十年来，因为经济的发展和技术水平的提高，我们在野生动物的科研和调查过程中使用的方法和手段越来越高级，很多科研目的才得以实现，比如卫星技术对鸟类迁徙的监测、安放红外相机对人迹罕至的地区进行野生动物监控。而这些放在二十年前都是很难做到的，纯粹是咱们有钱了。
科学的进步是一个及其漫长的过程，虽然近十年来我们的科研手段在飞速发展，我们的野生动物研究依然是起步阶段，很多类群的最基本的信息我们依然是空白，比如一些高山鸟类的繁殖模式、小型鸟类的夜间迁徙模式、人类活动对于某些野生动物类群的影响，甚至与一些野生动物的生活史，我们至今都很模糊，这是一个需要时间去成就的事情。
我们这代人，包括再小一点的10后，童年可能或多或少都接触过一些科普和类科普的书籍或文学作品。文学作品的创作，当然可以跳脱生活，跳脱现实，天马行空的笔法是使各类文学作品从古至今大放光彩的原因之一。但是，如果标榜着“科普”的作品，连最起码的“科学”都做不到，这样的作品对一个人的成长，对一个人的科学观和自然观塑造完全起的是副作用。
沈石溪的小说，以及以其为代表的一些文学作品，是我极为反感的一类作品。
我并不是说不让人写动物小说，文学作品可以是天马行空无拘无束的，但是沈先生最让人感到不可思议和反感的一个点在于，他写的东西都自我标榜是现场观察的，是真实存在的，他只是把过程写下来。事实上，显然沈先生自己活跃的思维比大自然本身要魔幻很多了，他描绘的场景只存在于纸张里。
青少年正处于塑造世界观和自然观的关键时刻，这个时期的人摄入的知识量是其他年龄段的好几倍，很多知识甚至是终生受用的。当一本标榜着“科普”和“真实”的文学作品，进入少年少女的视野，其内容却又是虚假想入非非的，只能有害无利。
你当然要说了，那我们看科幻小说知道是假的，看水浒也不会真的去杀人，当然了，这是人的基本判断力，你本来就知道那是假的，你当然不会相信这个时代有时光机器，当然不会觉得在现代社会杀人可以逃避法律的制裁。这是基于你对这个世界的了解，这是你所拥有的常识在告诉你，这些只是文学作品。
那么我现在要告诉你，斑羚飞渡根本不存在，有多少人至今还以为斑羚飞渡是真的？这是一个很好的例子。实际上斑羚根本没有这样的行为，地球上的生物也没有可能做出这样违反物理学的行为，要不，你试着左脚蹬右脚飞个天？
我要告诉你，金雕根本不会再临死之际拔掉自己的喙、爪和羽毛，有多少人依然觉得猛禽会有这样魔幻的生活行为？猛禽的一生都在按季节不断换羽，而身体上的角质物是有磨损又有生长的。
我要告诉你，狼的生活模式和集群模式有很多种，不同地区的狼很可能因为季节和食物情况根本不会选择集群，狼群的浪漫爱情故事根本是人类的一厢情愿。
不得不承认，沈先生对文字确实有着十分优秀的把控能力，他的作品确实引人入胜，但是当他标榜着自己的作品是生态小说、科学描述的时候，我便无法承认他的作品是好的作品。
这叫又当又立。沈先生和其他一些作家们完全可以不以“科学小说”为噱头，他们的优秀功底完全不需要依赖这个噱头。但是当他们用了个“科学”这个噱头，就必须负起科学的责任，但是很显然，他们没有做到。
我早就说过，科研工作者，也就是科学家，不一定是科普工作者，科普工作者也不一定是科学家。你可以是一位非常优秀的科学家，但是你可能做不好科普的工作，同样的，你可以是一位非常优秀的科普工作者，但是你成不了一名科学家。一个科研成果的达成，往往需要数年，甚至数代人的努力，科学家的工作是解决科学的真理问题；而科普工作者的工作是面向大众，将已有的科学知识和成果输送给大众。而伪科学得罪了所有跟科学挂钩的人群。
我们究竟还有多少未知的科学问题没有解决，这个问题本身都还没有答案。人类的文学创作，多少都是带有人类自己的情感和精神，当这种感情强加于野生动物身上时，无论是抽象的还是具象的，野生动物都会完全拒绝人类附会在它们身上的说辞，并依然我行我素地驰骋于荒野中。但是，对于想要了解野生动物的其他人类，对于正在塑造世界观的年轻人来说，这样混淆视听的作品，只会让他们离野生动物、离科学越来越远。
什么叫擦屁股，科学家和真正的科普工作者跟在伪科学后面纠正刻板印象和错误观念就是擦屁股。
一周以来，读了很多关于猛禽的文献，看了不少资料，深感无力和不安，即便我们看似已经这么熟知这些翱翔于天际的掠食者，实际上还有很多问题我们依然在发掘它们的真理。当伪科学对大众的认识造成影响，那么科学的普及就又离大众远了一点。
科学和伪科学，永远是对立的两方面，这也是作为一个科研工作者，我这么痛恨伪科学的原因。科普的意义是，把科学的道理普及给大众，输送给大众正确的科学观和对自然的认识，而伪科学在毁掉输送链上的一切。
自然万物是绝对神奇的，斑羚可以在近乎垂直的峭壁上健步如飞，它们不需要魔幻的描述就已经是绝对优美的造物；兀鹫盘旋在高山上的时候，光是看它们翱翔的样子就已经能领悟很多东西，不需要人为地安装任何一厢情愿的插件。
科学的美丽，就是在于她的绝对真实，真实到当你真正触摸到科学现象的时候，你就会惊叹：原来这个世界本身就已经如此美丽非常。
是的，大自然不需要伪科学的一厢情愿。
【11:28补充:
我觉得我要说的，包括科普和文艺创作的关系和界限、科研科普的道路和难度、沈先生的文笔水平、科学事实不容戏说，等等一些方面，写得已经很清楚了，沈先生和其为代表的一些人，首先是标榜自己写的东西是科普读物、亲自所见的，以这个噱头进入青少年的视野，标榜自己的“真实”来歪曲事实，这才是我反感的原因，当然我也在文章中写出来了，如果你还要说“小说嘛看看得了”，没人不让你看小说，文艺创作也是自由的，这我也说了。我的中心思想你完全没捉到，完全对牛弹琴，我们谈论的都不是一个方向，那我觉得我这篇不适合你，也没必要在我这儿输出你的观点了。】
今天要讨论的话题和我自己的领域有关，也是在阅读文献和资料中产生的思考。
目前我正在进行鸟类学的研究，那么中国的鸟类学发展，实际上起步比西方国家晚数十年甚至百年，自大航海时代开始，西方的博物学研究已经初见雏形。
我国的鸟类学研究，可以说在新中国建国后才开始起步，在建国初期的艰苦条件下，显然也没有什么太大的进展。在80年代初，“科学的春天”的到来，激发了一大批动物学工作者的科研热情，中国的鸟类学研究及其他类群的研究这时候才开始正式形成系统。
我国是一个生物多样性大国，地理区系构成也相当复杂，很多地区的落后和封闭，原始蛮荒的自然环境，注定了中国的野生动物研究是艰难曲折的漫长道路。近十年来，因为经济的发展和技术水平的提高，我们在野生动物的科研和调查过程中使用的方法和手段越来越高级，很多科研目的才得以实现，比如卫星技术对鸟类迁徙的监测、安放红外相机对人迹罕至的地区进行野生动物监控。而这些放在二十年前都是很难做到的，纯粹是咱们有钱了。
科学的进步是一个及其漫长的过程，虽然近十年来我们的科研手段在飞速发展，我们的野生动物研究依然是起步阶段，很多类群的最基本的信息我们依然是空白，比如一些高山鸟类的繁殖模式、小型鸟类的夜间迁徙模式、人类活动对于某些野生动物类群的影响，甚至与一些野生动物的生活史，我们至今都很模糊，这是一个需要时间去成就的事情。
我们这代人，包括再小一点的10后，童年可能或多或少都接触过一些科普和类科普的书籍或文学作品。文学作品的创作，当然可以跳脱生活，跳脱现实，天马行空的笔法是使各类文学作品从古至今大放光彩的原因之一。但是，如果标榜着“科普”的作品，连最起码的“科学”都做不到，这样的作品对一个人的成长，对一个人的科学观和自然观塑造完全起的是副作用。
沈石溪的小说，以及以其为代表的一些文学作品，是我极为反感的一类作品。
我并不是说不让人写动物小说，文学作品可以是天马行空无拘无束的，但是沈先生最让人感到不可思议和反感的一个点在于，他写的东西都自我标榜是现场观察的，是真实存在的，他只是把过程写下来。事实上，显然沈先生自己活跃的思维比大自然本身要魔幻很多了，他描绘的场景只存在于纸张里。
青少年正处于塑造世界观和自然观的关键时刻，这个时期的人摄入的知识量是其他年龄段的好几倍，很多知识甚至是终生受用的。当一本标榜着“科普”和“真实”的文学作品，进入少年少女的视野，其内容却又是虚假想入非非的，只能有害无利。
你当然要说了，那我们看科幻小说知道是假的，看水浒也不会真的去杀人，当然了，这是人的基本判断力，你本来就知道那是假的，你当然不会相信这个时代有时光机器，当然不会觉得在现代社会杀人可以逃避法律的制裁。这是基于你对这个世界的了解，这是你所拥有的常识在告诉你，这些只是文学作品。
那么我现在要告诉你，斑羚飞渡根本不存在，有多少人至今还以为斑羚飞渡是真的？这是一个很好的例子。实际上斑羚根本没有这样的行为，地球上的生物也没有可能做出这样违反物理学的行为，要不，你试着左脚蹬右脚飞个天？
我要告诉你，金雕根本不会再临死之际拔掉自己的喙、爪和羽毛，有多少人依然觉得猛禽会有这样魔幻的生活行为？猛禽的一生都在按季节不断换羽，而身体上的角质物是有磨损又有生长的。
我要告诉你，狼的生活模式和集群模式有很多种，不同地区的狼很可能因为季节和食物情况根本不会选择集群，狼群的浪漫爱情故事根本是人类的一厢情愿。
不得不承认，沈先生对文字确实有着十分优秀的把控能力，他的作品确实引人入胜，但是当他标榜着自己的作品是生态小说、科学描述的时候，我便无法承认他的作品是好的作品。
这叫又当又立。沈先生和其他一些作家们完全可以不以“科学小说”为噱头，他们的优秀功底完全不需要依赖这个噱头。但是当他们用了个“科学”这个噱头，就必须负起科学的责任，但是很显然，他们没有做到。
我早就说过，科研工作者，也就是科学家，不一定是科普工作者，科普工作者也不一定是科学家。你可以是一位非常优秀的科学家，但是你可能做不好科普的工作，同样的，你可以是一位非常优秀的科普工作者，但是你成不了一名科学家。一个科研成果的达成，往往需要数年，甚至数代人的努力，科学家的工作是解决科学的真理问题；而科普工作者的工作是面向大众，将已有的科学知识和成果输送给大众。而伪科学得罪了所有跟科学挂钩的人群。
我们究竟还有多少未知的科学问题没有解决，这个问题本身都还没有答案。人类的文学创作，多少都是带有人类自己的情感和精神，当这种感情强加于野生动物身上时，无论是抽象的还是具象的，野生动物都会完全拒绝人类附会在它们身上的说辞，并依然我行我素地驰骋于荒野中。但是，对于想要了解野生动物的其他人类，对于正在塑造世界观的年轻人来说，这样混淆视听的作品，只会让他们离野生动物、离科学越来越远。
什么叫擦屁股，科学家和真正的科普工作者跟在伪科学后面纠正刻板印象和错误观念就是擦屁股。
一周以来，读了很多关于猛禽的文献，看了不少资料，深感无力和不安，即便我们看似已经这么熟知这些翱翔于天际的掠食者，实际上还有很多问题我们依然在发掘它们的真理。当伪科学对大众的认识造成影响，那么科学的普及就又离大众远了一点。
科学和伪科学，永远是对立的两方面，这也是作为一个科研工作者，我这么痛恨伪科学的原因。科普的意义是，把科学的道理普及给大众，输送给大众正确的科学观和对自然的认识，而伪科学在毁掉输送链上的一切。
自然万物是绝对神奇的，斑羚可以在近乎垂直的峭壁上健步如飞，它们不需要魔幻的描述就已经是绝对优美的造物；兀鹫盘旋在高山上的时候，光是看它们翱翔的样子就已经能领悟很多东西，不需要人为地安装任何一厢情愿的插件。
科学的美丽，就是在于她的绝对真实，真实到当你真正触摸到科学现象的时候，你就会惊叹：原来这个世界本身就已经如此美丽非常。
是的，大自然不需要伪科学的一厢情愿。
【11:28补充:
我觉得我要说的，包括科普和文艺创作的关系和界限、科研科普的道路和难度、沈先生的文笔水平、科学事实不容戏说，等等一些方面，写得已经很清楚了，沈先生和其为代表的一些人，首先是标榜自己写的东西是科普读物、亲自所见的，以这个噱头进入青少年的视野，标榜自己的“真实”来歪曲事实，这才是我反感的原因，当然我也在文章中写出来了，如果你还要说“小说嘛看看得了”，没人不让你看小说，文艺创作也是自由的，这我也说了。我的中心思想你完全没捉到，完全对牛弹琴，我们谈论的都不是一个方向，那我觉得我这篇不适合你，也没必要在我这儿输出你的观点了。】
【#天星励志馆# 】
「可以做作文素材的励志文案2.0」
1.吾不知青天高，黄地厚。唯见月寒日暖，来煎人寿。———李贺
2.我要再和生活死磕几年。要么我就毁灭，要么我就注定铸就辉煌。如果有一天，你发现我在平庸面前低了头，请向我开炮。———杰克·凯鲁亚克《在路上》
3.你以为来到了外星球，没人能理解你经受的痛苦。但实际上，他们理解。你觉得他们不理解，是因为你唯一的参照点是自己。你从未经受过这种痛苦，滑入深渊的冲击令你胆战心惊。然而，还有其他人来过这里。在那片黑暗之中，有上千万人与你同行。———马特·海格《活下去的理由》
4.西班牙有一句谚语：“如果常常流泪，就不能看见星光”我很喜欢这句话所以即使要哭也只在下午小哭一下夜间要去看星是没有时间哭的再说，我还要去采果子呢———三毛《写给正在怨天尤人的你》
5.你不比一颗星暗，不比一棵树低。———屠格涅夫
「可以做作文素材的励志文案2.0」
1.吾不知青天高，黄地厚。唯见月寒日暖，来煎人寿。———李贺
2.我要再和生活死磕几年。要么我就毁灭，要么我就注定铸就辉煌。如果有一天，你发现我在平庸面前低了头，请向我开炮。———杰克·凯鲁亚克《在路上》
3.你以为来到了外星球，没人能理解你经受的痛苦。但实际上，他们理解。你觉得他们不理解，是因为你唯一的参照点是自己。你从未经受过这种痛苦，滑入深渊的冲击令你胆战心惊。然而，还有其他人来过这里。在那片黑暗之中，有上千万人与你同行。———马特·海格《活下去的理由》
4.西班牙有一句谚语：“如果常常流泪，就不能看见星光”我很喜欢这句话所以即使要哭也只在下午小哭一下夜间要去看星是没有时间哭的再说，我还要去采果子呢———三毛《写给正在怨天尤人的你》
5.你不比一颗星暗，不比一棵树低。———屠格涅夫
【穿越千年，古赤道极光揭示地磁异常演化】提起绚丽多彩的极光，人们就会想到南北极。鲜为人知的是，在地球赤道上也有可能看到极光。
这种现象很多时候与地球磁场异常有关。人们都知道地球有南北两个对称的磁极，不过，地球上还有一些少为人知的地磁异常区——高于或低于同纬度地区磁场强度的正异常区或负异常区。赤道极光就与地磁负异常有关。
先别对飞往赤道看极光感到欣喜，地磁异常也是地球南北磁极倒转的一个潜在“先兆”。地磁倒转会削弱对地球系统的保护，甚至造成生物大灭绝。
南大西洋异常区（SAA）是今天地球唯一的负地磁异常区，能否通过历史上类似的异常区，增进人们对这一动力学过程的理解？在日前发表于美国《国家科学院院刊》的一项研究中，中国科学院地质与地球物理研究所（以下简称地质地球所）魏勇研究员带领的团队与英国利兹大学的合作团队利用一把“新钥匙”——千年古籍中记录的赤道极光，首次展示了地球内部与空间的协同演变。
“不安分”的地磁场
在地球系统46亿年演化进程中，磁场的出现和演化，与其他因素共同作用塑造了今天生机勃勃的宜居地球。
“地磁场穿越厚达3000公里的地幔与地壳达到地表，并远远地延伸到太空中去。太空中的这一部分地磁场包裹的空间即‘磁层’，在靠近太阳的一侧能达到10个地球半径（地球半径为6371公里）那么远，而在远离太阳的一侧可能达到上千个地球半径。”论文第一作者、地质地球所研究员何飞向《中国科学报》解释。
相关论文信息：
https://t.cn/A6Mh4zxT
https://t.cn/A6bFjcQh
https://t.cn/A6Mh4zxH
他表示，由于带电粒子遇到磁场后运动方向会发生偏转，巨大的磁层把地球包裹于其中，对地球生物圈产生了双重保护作用：避免外来的高能带电粒子入侵；减少大气层中的带电粒子逃逸。
地球磁场可以分为四大部分：主磁场、地壳异常磁场（也称岩石圈磁场）、外源变化场和地球内部感应磁场。这些磁场组份的物理起源和时空分布特征各不相同。现今主磁场——偶极磁场占地球磁场的97%。
在众多地球主磁场起源假说中，今天科学家们更认同“地核发电机”假说——地心外核中处于熔融状态的金属铁的持续对流过程。“如果说磁流体对流过程能够产生或增强磁场；那么磁扩散过程则恰好相反，它使磁场趋于均匀分布，并总是趋于衰减。这两个过程决定了偶极磁场的变化。”该项研究方案的设计者兼共同通讯作者、地质地球所研究员魏勇解释说。
图1：地磁场来自于地球内部这台发电机 地质地球所供图
他表示，如果外地核某些区域的流动因地幔运动状态和热力学状态的改变出现异常，不足以补偿磁扩散引起的衰减，在长时间积累下，该区域就会表现出磁场强度明显低于其他区域，即负磁异常区。一旦磁层变小了，对该区域的保护作用也会随之变小。
“除了负地磁异常区，地球磁场也存在正磁异常区。”他说，目前地球磁场的三个正磁异常区分别位于北美洲北部、西伯利亚，以及南极大陆与大洋洲之间的海洋。
不止如此，他指出，“发电机”过程的剧烈变化还可能导致全球性磁场减弱，或是磁偶极子减弱、磁多极子增强，甚至发生南北磁极的倒转。
“当南北磁极调换，导致地磁保护层消失，宇宙辐射就会直接穿越到大气层里，其中就包括致命的射线。”魏勇说。此外，候鸟南飞北迁要依靠地磁场进行全球定位，人类的导航、卫星系统不少都是根据磁极判断方向。“一旦颠倒，天上飞的、地上爬的各种交通工具，就会‘碰碰车’，给人类带来巨大麻烦。”
古籍中的那束光
磁场的起源和长期演化一直是地球系统科学关注的重点和难点。赤道极光为破解这一难题照亮了一束光。
“事实上，极光（aurora）的本意是曙光，与南北极并没有任何关系。”魏勇解释说，现代科学之父伽利略在1619年率先使用了“aurora borealis”一词来称呼北极光，其后又有人使用“aurora australis”称呼南极光，久而久之， 它就具有了“极光”之义。天空中的大气发光现象种类繁多，但空间物理学家对极光现象有明确的界定：由太空中的带电粒子轰击大气粒子而产生。
“极光是高层大气中的一种特殊发光现象。从广义来讲，所有高能粒子与中性大气碰撞激发的光辐射都可称为极光。”何飞也表示，传统认为极光只发生在南北两极环绕磁轴的椭圆环带中（又称极光卵），这主要取决于偶极磁场在南北两极汇聚形成的特殊漏斗状结构。
偶尔在极端空间天气事件期间，极光卵会扩展到中低纬度。不过，他表示，正常情况下，在低纬度区域，高能粒子很难跨域磁力线穿透高层大气，因此极少会观测到极光现象。
“但在负地磁异常区内，磁场强度比同纬度的其他地区至少低一半，保护作用被减弱，导致更多的内辐射带高能带电粒子进入高层大气，并通过碰撞激发类似极光的发光现象。”何飞说，科学家已经在SAA异常区观测到了红色的极光。
在2020年发表于《国家科学评论》的一项研究中，中科院院士万卫星与魏勇、何飞等系统总结了以SAA为代表的负地磁异常区高能带电粒子沉降特征、粒子碰撞发光现象和历史观测研究现状，在上世纪六七十年代空间物理研究的基础上重新聚焦赤道极光研究。
由于现今地球只有一个负地磁异常区，科学家希望通过历史上发生的其他负地磁异常区增进对地磁演化过程的理解。利用古代航海数据建立的全球地磁模型，他们认为16-18世纪期间，西太平洋地区存在明显的负地磁异常，即西太平洋地磁异常区（WPA）。有趣的是，研究表明正如SAA位于非洲低剪切速度地幔异常体（LLVP）的西边缘，WPA在地理上位于太平洋LLVP的西边缘，这表明WPA也可能像SAA一样，是由地幔驱动的特征。
“除了从地球内部寻找WPA的证据外，大气异常现象提供了获取WPA演化线索的另一个路径。”魏勇说，在WPA的北方，古代中国、朝鲜和日本保存了大量的历史古籍，特别是在16-18世纪古朝鲜大量官方日记持续且详细地记载了天气、天象等信息。其中一种夜间大气发光现象——“有气如火光”被频繁记录。
图2：朝鲜半岛观察赤道极光示意图 地质地球所供图
图3：古朝鲜极光记录 地质地球所
对此，魏勇认为这正是由朝鲜半岛南方的负磁场异常引起的高能粒子沉降产生的赤道极光。他带领团队对朝鲜古籍进行了系统的整理，共发掘出公元1012-1811年800年间的2013条极光记录。
这些赤道极光与WPA存在怎样的联系？它能够告诉人们关于WPA的哪些演化特征？魏勇、何飞和地质地球所研究员朱日祥院士联合英国利兹大学教授菲利普·利弗莫尔（Philip Livermore）团队，开展了赤道极光和地球发电机模拟的交叉研究工作，揭示出WPA百年时间尺度的震荡特征。研究表明太平洋和朝鲜半岛下部的上升流可能是引起磁场震荡的关键：大约每100年发生一次，每一次之后都有下降流或其他机制来重新增强磁场。
多位审稿人认为对这项予以高度评价，认为研究结果首次清晰地展示了地球内部与空间的协同演变，为今后相关区域考古磁学工作提出了新方向，也为当今SAA区域研究提供了新思路。“作者利用古代朝鲜的历史极光记录，为地球发电机提供了一个令人兴奋的新视角。”一位审稿人说。
破译历史 预测未来
科学研究表明，近数十年来，SAA的磁场还在持续减弱，范围也在不断移动和扩大，磁暴期间越来越频繁地观测到赤道极光，一些地方甚至肉眼可见。
那么，地球是否可能发生磁极倒转的情况？“如果全球性的磁场减弱持续发展，则有可能迎来下一次地磁倒转。”何飞对本报说，“但这只是推测，因为历史上地磁倒转的发生并没有固定的规律，每次磁极倒转需要的时间也是几千年不等。地球历史上已知的地磁倒转发生间隔在几十万年到上百万年不等，上一次倒转发生在78万年前。
科学家已经通过“蛛丝马迹”发现地磁倒转和地磁异常带来的影响。例如，美国卡耐基研究所的科学家在分析远古岩石中的磁场极性时发现，在距今6.5亿到10亿年之间，地球出现了多个磁极，导致地球磁场出现混乱。而恰巧在这段时间中，地球出现了雪球事件、寒武纪灭绝事件等与生命有关的重大自然事件。他们推测，磁场的混乱可能是导致这些事件发生的原因。
近日，利物浦大学的研究人员对苏格兰东部古熔岩流的岩石样本进行热微波古地磁分析后发现，在4.16亿至3.32亿年前，这些岩石中保存下来的地磁场强度不到今天的1/4。而科学研究表明泥盆纪-石炭纪（4.19亿~2.86亿年前）的大规模灭绝与较高的紫外线（UV-B）辐射有关。作者表示这说明了弱磁场对地球生命的影响。
由此可见，破译过去地磁场强度的变化具有重要意义，它可以提供数亿年来地球深部过程的变化，进一步丰富和完善地球发电机过程，并为未来地磁可能如何波动或倒转提供线索。
“我们的这项工作只是初步的，未来应加强在我国南海、东南亚地区、孟加拉湾地区的考古磁学和古地磁研究，丰富和完善公元1800年之前的地磁记录，为构建准确的WPA演化模型提供基础数据，从而也为预测地球磁场的未来演变提供坚实的依据。”何飞说。
“中华文明源远流长，我国的正史和地方志中保存着丰富的自然现象记录，是研究人类周围各种环境变量长期变化的宝贵资料，甚至经常是唯一资料。朝鲜半岛、日本、越南等国家的正史大部分使用汉语写作，内容和体例也有一大部分承袭自我国，因此也保留了许多具有重要科学价值的资料。我国学者应当发挥自身文化优势，投入到这一研究领域中来。”魏勇说。https://t.cn/A6Mh4zxY
这种现象很多时候与地球磁场异常有关。人们都知道地球有南北两个对称的磁极，不过，地球上还有一些少为人知的地磁异常区——高于或低于同纬度地区磁场强度的正异常区或负异常区。赤道极光就与地磁负异常有关。
先别对飞往赤道看极光感到欣喜，地磁异常也是地球南北磁极倒转的一个潜在“先兆”。地磁倒转会削弱对地球系统的保护，甚至造成生物大灭绝。
南大西洋异常区（SAA）是今天地球唯一的负地磁异常区，能否通过历史上类似的异常区，增进人们对这一动力学过程的理解？在日前发表于美国《国家科学院院刊》的一项研究中，中国科学院地质与地球物理研究所（以下简称地质地球所）魏勇研究员带领的团队与英国利兹大学的合作团队利用一把“新钥匙”——千年古籍中记录的赤道极光，首次展示了地球内部与空间的协同演变。
“不安分”的地磁场
在地球系统46亿年演化进程中，磁场的出现和演化，与其他因素共同作用塑造了今天生机勃勃的宜居地球。
“地磁场穿越厚达3000公里的地幔与地壳达到地表，并远远地延伸到太空中去。太空中的这一部分地磁场包裹的空间即‘磁层’，在靠近太阳的一侧能达到10个地球半径（地球半径为6371公里）那么远，而在远离太阳的一侧可能达到上千个地球半径。”论文第一作者、地质地球所研究员何飞向《中国科学报》解释。
相关论文信息：
https://t.cn/A6Mh4zxT
https://t.cn/A6bFjcQh
https://t.cn/A6Mh4zxH
他表示，由于带电粒子遇到磁场后运动方向会发生偏转，巨大的磁层把地球包裹于其中，对地球生物圈产生了双重保护作用：避免外来的高能带电粒子入侵；减少大气层中的带电粒子逃逸。
地球磁场可以分为四大部分：主磁场、地壳异常磁场（也称岩石圈磁场）、外源变化场和地球内部感应磁场。这些磁场组份的物理起源和时空分布特征各不相同。现今主磁场——偶极磁场占地球磁场的97%。
在众多地球主磁场起源假说中，今天科学家们更认同“地核发电机”假说——地心外核中处于熔融状态的金属铁的持续对流过程。“如果说磁流体对流过程能够产生或增强磁场；那么磁扩散过程则恰好相反，它使磁场趋于均匀分布，并总是趋于衰减。这两个过程决定了偶极磁场的变化。”该项研究方案的设计者兼共同通讯作者、地质地球所研究员魏勇解释说。
图1：地磁场来自于地球内部这台发电机 地质地球所供图
他表示，如果外地核某些区域的流动因地幔运动状态和热力学状态的改变出现异常，不足以补偿磁扩散引起的衰减，在长时间积累下，该区域就会表现出磁场强度明显低于其他区域，即负磁异常区。一旦磁层变小了，对该区域的保护作用也会随之变小。
“除了负地磁异常区，地球磁场也存在正磁异常区。”他说，目前地球磁场的三个正磁异常区分别位于北美洲北部、西伯利亚，以及南极大陆与大洋洲之间的海洋。
不止如此，他指出，“发电机”过程的剧烈变化还可能导致全球性磁场减弱，或是磁偶极子减弱、磁多极子增强，甚至发生南北磁极的倒转。
“当南北磁极调换，导致地磁保护层消失，宇宙辐射就会直接穿越到大气层里，其中就包括致命的射线。”魏勇说。此外，候鸟南飞北迁要依靠地磁场进行全球定位，人类的导航、卫星系统不少都是根据磁极判断方向。“一旦颠倒，天上飞的、地上爬的各种交通工具，就会‘碰碰车’，给人类带来巨大麻烦。”
古籍中的那束光
磁场的起源和长期演化一直是地球系统科学关注的重点和难点。赤道极光为破解这一难题照亮了一束光。
“事实上，极光（aurora）的本意是曙光，与南北极并没有任何关系。”魏勇解释说，现代科学之父伽利略在1619年率先使用了“aurora borealis”一词来称呼北极光，其后又有人使用“aurora australis”称呼南极光，久而久之， 它就具有了“极光”之义。天空中的大气发光现象种类繁多，但空间物理学家对极光现象有明确的界定：由太空中的带电粒子轰击大气粒子而产生。
“极光是高层大气中的一种特殊发光现象。从广义来讲，所有高能粒子与中性大气碰撞激发的光辐射都可称为极光。”何飞也表示，传统认为极光只发生在南北两极环绕磁轴的椭圆环带中（又称极光卵），这主要取决于偶极磁场在南北两极汇聚形成的特殊漏斗状结构。
偶尔在极端空间天气事件期间，极光卵会扩展到中低纬度。不过，他表示，正常情况下，在低纬度区域，高能粒子很难跨域磁力线穿透高层大气，因此极少会观测到极光现象。
“但在负地磁异常区内，磁场强度比同纬度的其他地区至少低一半，保护作用被减弱，导致更多的内辐射带高能带电粒子进入高层大气，并通过碰撞激发类似极光的发光现象。”何飞说，科学家已经在SAA异常区观测到了红色的极光。
在2020年发表于《国家科学评论》的一项研究中，中科院院士万卫星与魏勇、何飞等系统总结了以SAA为代表的负地磁异常区高能带电粒子沉降特征、粒子碰撞发光现象和历史观测研究现状，在上世纪六七十年代空间物理研究的基础上重新聚焦赤道极光研究。
由于现今地球只有一个负地磁异常区，科学家希望通过历史上发生的其他负地磁异常区增进对地磁演化过程的理解。利用古代航海数据建立的全球地磁模型，他们认为16-18世纪期间，西太平洋地区存在明显的负地磁异常，即西太平洋地磁异常区（WPA）。有趣的是，研究表明正如SAA位于非洲低剪切速度地幔异常体（LLVP）的西边缘，WPA在地理上位于太平洋LLVP的西边缘，这表明WPA也可能像SAA一样，是由地幔驱动的特征。
“除了从地球内部寻找WPA的证据外，大气异常现象提供了获取WPA演化线索的另一个路径。”魏勇说，在WPA的北方，古代中国、朝鲜和日本保存了大量的历史古籍，特别是在16-18世纪古朝鲜大量官方日记持续且详细地记载了天气、天象等信息。其中一种夜间大气发光现象——“有气如火光”被频繁记录。
图2：朝鲜半岛观察赤道极光示意图 地质地球所供图
图3：古朝鲜极光记录 地质地球所
对此，魏勇认为这正是由朝鲜半岛南方的负磁场异常引起的高能粒子沉降产生的赤道极光。他带领团队对朝鲜古籍进行了系统的整理，共发掘出公元1012-1811年800年间的2013条极光记录。
这些赤道极光与WPA存在怎样的联系？它能够告诉人们关于WPA的哪些演化特征？魏勇、何飞和地质地球所研究员朱日祥院士联合英国利兹大学教授菲利普·利弗莫尔（Philip Livermore）团队，开展了赤道极光和地球发电机模拟的交叉研究工作，揭示出WPA百年时间尺度的震荡特征。研究表明太平洋和朝鲜半岛下部的上升流可能是引起磁场震荡的关键：大约每100年发生一次，每一次之后都有下降流或其他机制来重新增强磁场。
多位审稿人认为对这项予以高度评价，认为研究结果首次清晰地展示了地球内部与空间的协同演变，为今后相关区域考古磁学工作提出了新方向，也为当今SAA区域研究提供了新思路。“作者利用古代朝鲜的历史极光记录，为地球发电机提供了一个令人兴奋的新视角。”一位审稿人说。
破译历史 预测未来
科学研究表明，近数十年来，SAA的磁场还在持续减弱，范围也在不断移动和扩大，磁暴期间越来越频繁地观测到赤道极光，一些地方甚至肉眼可见。
那么，地球是否可能发生磁极倒转的情况？“如果全球性的磁场减弱持续发展，则有可能迎来下一次地磁倒转。”何飞对本报说，“但这只是推测，因为历史上地磁倒转的发生并没有固定的规律，每次磁极倒转需要的时间也是几千年不等。地球历史上已知的地磁倒转发生间隔在几十万年到上百万年不等，上一次倒转发生在78万年前。
科学家已经通过“蛛丝马迹”发现地磁倒转和地磁异常带来的影响。例如，美国卡耐基研究所的科学家在分析远古岩石中的磁场极性时发现，在距今6.5亿到10亿年之间，地球出现了多个磁极，导致地球磁场出现混乱。而恰巧在这段时间中，地球出现了雪球事件、寒武纪灭绝事件等与生命有关的重大自然事件。他们推测，磁场的混乱可能是导致这些事件发生的原因。
近日，利物浦大学的研究人员对苏格兰东部古熔岩流的岩石样本进行热微波古地磁分析后发现，在4.16亿至3.32亿年前，这些岩石中保存下来的地磁场强度不到今天的1/4。而科学研究表明泥盆纪-石炭纪（4.19亿~2.86亿年前）的大规模灭绝与较高的紫外线（UV-B）辐射有关。作者表示这说明了弱磁场对地球生命的影响。
由此可见，破译过去地磁场强度的变化具有重要意义，它可以提供数亿年来地球深部过程的变化，进一步丰富和完善地球发电机过程，并为未来地磁可能如何波动或倒转提供线索。
“我们的这项工作只是初步的，未来应加强在我国南海、东南亚地区、孟加拉湾地区的考古磁学和古地磁研究，丰富和完善公元1800年之前的地磁记录，为构建准确的WPA演化模型提供基础数据，从而也为预测地球磁场的未来演变提供坚实的依据。”何飞说。
“中华文明源远流长，我国的正史和地方志中保存着丰富的自然现象记录，是研究人类周围各种环境变量长期变化的宝贵资料，甚至经常是唯一资料。朝鲜半岛、日本、越南等国家的正史大部分使用汉语写作，内容和体例也有一大部分承袭自我国，因此也保留了许多具有重要科学价值的资料。我国学者应当发挥自身文化优势，投入到这一研究领域中来。”魏勇说。https://t.cn/A6Mh4zxY
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