我們的地球本身就是一個超級大磁體，科學(xué)界估計(jì)，地球的磁場已經(jīng)運(yùn)行了至少30多億年。我們知道，通常物質(zhì)所帶的正電和負(fù)電是相等數(shù)量的，故其對外不顯電性。但由于地球核心物質(zhì)受到的壓力較大，溫度也很高，使內(nèi)部有大量的含鐵磁質(zhì)元素的物質(zhì)變成了帶電量不等的離子體，即原子中的電子克服原子核的引力，變成了自由電子，它們趨于朝壓力較低的地幔方向移動，集中在相對內(nèi)核壓力較小、溫度較低的液體外核球?qū)由希夂饲驅(qū)佑捎诘玫搅舜罅孔杂呻娮佣史墙饘贍畹臒崃髻|(zhì)態(tài)。正是由于這些負(fù)電荷隨著地球的自轉(zhuǎn)而運(yùn)動，進(jìn)而形成一種類電流環(huán)路，從而產(chǎn)生了磁力場，即物理學(xué)講的電生磁的過程。因?yàn)榈厍蜃晕飨驏|旋轉(zhuǎn)，所形成的環(huán)形電流方向與地球自轉(zhuǎn)的方向相反（電流方向與負(fù)電荷運(yùn)動方向相反），所以地磁場外部是從地球下方的磁北極指向上方的磁南極，也就是從地球的地理南極指向地理北極。由于 地球受月球吸引，使其自轉(zhuǎn)軸（地軸）傾斜，所以，地球磁軸（下圖黑線）和自轉(zhuǎn)地軸（下圖藍(lán)線）并不重合，它們之間的夾角約為11.5°。
了美洲新大陸。當(dāng)然磁場的存在功能還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止這一點(diǎn)，可以不夸張地說，沒有磁場就不會有地球生命，也不會有現(xiàn)代的高科技，包括電視、手機(jī)甚至是網(wǎng)絡(luò)。因?yàn)榈厍虻拇帕龊碗娏霾⒉皇潜舜斯铝⒌仂o態(tài)存在的，而是相互影響相互作用交織成一體，形成強(qiáng)大的電磁場，這是生命形成的能量來源。2018年4月28日消息，據(jù)國外媒體報(bào)道，歐洲空間局利用三顆Swarm衛(wèi)星來研究地球的磁場，從太空中對地球磁場進(jìn)行繪圖已經(jīng)達(dá)到了驚人的細(xì)節(jié)程度。一段新公布的視頻揭示了數(shù)千個地球磁信號的微小變動，這些都是由海洋潮汐和地球剛性外層巖石圈所引起的。紅色和粉色線條代表了強(qiáng)磁場波動，藍(lán)色和黃色線條則代表較微弱的磁場變化。
磁場可以說是圍繞在我們星球周圍的一層“電荷”，能夠使來自太陽風(fēng)的帶電粒子發(fā)生偏轉(zhuǎn)。如果沒有這一保護(hù)層，高能的太陽粒子將摧毀大氣臭氧層，使地球生命暴露在有害的紫外線輻射中。地球磁場暴露于外太空中，受太陽輻射和宇宙射線作用，使其結(jié)構(gòu)變得相當(dāng)復(fù)雜，在天文學(xué)領(lǐng)域，科學(xué)家把地球的磁場覆蓋區(qū)稱為“磁層”，其結(jié)構(gòu)如下圖所示。
我們看到以前從不知道的地球之外還有這么復(fù)雜的磁層默默地保護(hù)著地球以及它上面的各類生物，實(shí)在是嘆為觀止。在深入研究地磁場的過程中，科學(xué)家通過測定某些特殊巖石的磁性還發(fā)現(xiàn)一個奇怪的現(xiàn)象，那就是地球自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)一段時間后，它的磁極會發(fā)生反轉(zhuǎn)，即地磁場的南北極互換。日本地球物理學(xué)家松山基范是推測地磁場曾經(jīng)在過去地球歷史上經(jīng)歷地磁反轉(zhuǎn)的第一人。1926年起松山基范在日本和滿州地區(qū)收集大量的玄武巖樣本，從中發(fā)現(xiàn)較古老巖石的磁極性方向和如今地磁場方向相反的狀況，并且提出以前的地磁場曾經(jīng)發(fā)生反轉(zhuǎn)的假說。美國加州大學(xué)也曾于2014年在英國皇家《國際地球物理研究雜志》（Geophysical Journal International）期刊上發(fā)表報(bào)告認(rèn)為，78.6萬年前的地球磁場活動曾在6000年內(nèi)一直處于不穩(wěn)定狀態(tài)，最后在100年間發(fā)生磁場兩極倒轉(zhuǎn)。而來自歐洲航天局一個叫“SWARM”的項(xiàng)目的最新衛(wèi)星數(shù)據(jù)顯示，地核所融化的鐵和鎳正將能量從靠近地核產(chǎn)生磁場的地方排出，這是一個不安分的活動，也許就是將來地磁反轉(zhuǎn)的前兆。歐洲空間局地磁觀測項(xiàng)目經(jīng)理魯尼·弗萊博哈根于2014年7月曾解釋：“這種磁極突然反轉(zhuǎn)不是瞬間出現(xiàn)，而可能是經(jīng)歷千百年的時間變化后才發(fā)生。這種現(xiàn)象在過去的歷史上發(fā)生過許多次?！?/p>
科學(xué)家對化石研究的證據(jù)表明，目前也沒有證據(jù)顯示磁極反轉(zhuǎn)將引發(fā)更多的地震、火山噴發(fā)或氣候的劇烈變化。德國慕尼黑大學(xué)科學(xué)家赫拉德·勒施等人的研究發(fā)現(xiàn)，之所以不會發(fā)生這樣的災(zāi)難，這其中的拯救英雄竟是太陽風(fēng)，由帶電粒子組成的太陽風(fēng)，將在瞬間建立起一個新磁場。因?yàn)樘栵L(fēng)和地球等離子層運(yùn)動速度相差很大，太陽風(fēng)將很快在距離地面350km的高度建立起一個磁保護(hù)傘，這個磁保護(hù)傘的磁場強(qiáng)度與地磁場強(qiáng)度大致相當(dāng)。它們可以將宇宙中的帶電粒子擋在地球大氣層之外，地球上的生物依然可以不用擔(dān)心倍受打擊。因此，地磁極反轉(zhuǎn)對生物的影響沒有人們想象的那么恐怖，尤其對動植物來說可能還是通過基因變化產(chǎn)生新物種的良機(jī)呢！但對人類來講，可能就不一定是什么好事了。首先是一些低軌道環(huán)繞地球的衛(wèi)星受到影響，人類高科技通信技術(shù)以及全球定位系統(tǒng)(GPS)都會處于癱瘓狀態(tài)，依賴于衛(wèi)星的手機(jī)系統(tǒng)都不能用了；其次是許多電力設(shè)備、高壓電網(wǎng)都會受到影響，甚至遭到致命破壞。沒有電力，全球會處于黑暗之中，勢必會使人類生活陷入極度混亂；第三、人類和全球生物都處在能量變化之中，將會使生物基因產(chǎn)生變異，這對人類來講可能意味著更大的意義。
另外，太陽實(shí)際上也是一個更大磁場，不斷向外輻射太陽風(fēng)，但它到達(dá)地球時會被地磁場阻擋，保護(hù)地球生命。同時在太陽系內(nèi)還存在一個行星際磁場（Interplanetary Magnetic Field，簡稱IMF），它是指被強(qiáng)太陽風(fēng)（包括日冕物質(zhì)拋射）攜帶而散布在太陽系內(nèi)各行星之間的磁場。當(dāng)這個磁場變強(qiáng)時，會使使地球環(huán)電流強(qiáng)度發(fā)生變化，而變化的電流會產(chǎn)生變化的磁場，從而引起全球范圍劇烈的地磁擾動，此時如果遇到強(qiáng)烈的宇宙射線共同作用，就會引發(fā)地球大范圍的地磁暴發(fā)生，前后磁層變化如上圖所示。
總之，地磁暴是宇宙高速等離子流穿過磁層到達(dá)地球空間后，引起地球磁場全球性劇烈擾動的現(xiàn)象，并引發(fā)最具代表性的全球空間環(huán)境巨大變化。磁層劇烈擾動時，磁尾中的熱等離子體被加速向地球方向運(yùn)動，形成熱等離子體注入；帶電粒子沿磁力線沉降，轟擊高層大氣，形成絢爛多彩的極光；這期間磁層中的電子可能被加速至很高的能量，引起全球范圍的高能電子增強(qiáng)現(xiàn)象，并引發(fā)高能電子暴。變化的電磁場會在土壤電阻率高的地區(qū)產(chǎn)生每公里幾伏特到幾十伏特、持續(xù)時間從幾分鐘到幾小時的地面電勢（Earth Surface Potential，ESP），地表大量的自由電子就會由此形成強(qiáng)大的電流，甚至擊會穿整個大地，這樣所產(chǎn)生巨大的自由能激活了大地的無機(jī)物分子，它們中的一部分被電離出多種自由離子，并在能量作用下形成大量有機(jī)小分子以及有機(jī)大分子，這是生成新生物的物質(zhì)基礎(chǔ)。地磁暴是地球從外太空獲得額外超高能量的主要來源，整個過程簡圖如下：
在這樣高能量的沖擊下，地球原生細(xì)菌以及原核生物因吸收能量后，會使自身細(xì)胞內(nèi)的DNA通過極化作用而產(chǎn)生各種變異，并會向外界釋放大量的生物信息光子。這樣，在強(qiáng)烈的地磁暴發(fā)生時，它會給地球的大氣、土壤以及海洋帶來強(qiáng)大的能量，它們作用于陰陽能量場，誘導(dǎo)那些原核生物體內(nèi)的DNA產(chǎn)生變異，并形成無數(shù)個小的陰陽螺旋生物信息場，生物信息光子通過這個場將新產(chǎn)生的基因信息傳遞出去，讓更多的同類DNA獲得這些變異信息，進(jìn)而產(chǎn)生各類新的初級生命，它們就是最初的原生生物（介于原核生物和真核生物之間的過渡生物）和低等的真核生物，這也是地球生命起源的假說之一。
地磁場變化還有一類最大生物變異是產(chǎn)生了地球上的各種趨磁細(xì)菌所演化出的生物，它們是一類在外磁場的作用下能作定向運(yùn)動并在體內(nèi)形成納米磁性顆粒---磁小體（成分為四氧化三鐵和四硫化三鐵）的細(xì)菌，其主要分布于土壤、湖泊和海洋中。磁小體來自活體細(xì)胞，不會產(chǎn)生任何毒性且因其顆粒小而均勻（20～100納米），其功能是導(dǎo)向作用，即借助鞭毛游向?qū)υ摼钣辛Φ哪酀?、水界面微氧環(huán)境處生活。在生命大爆發(fā)的時候，它們是演化出眾多真核生物的主力軍。地球生命產(chǎn)生于地磁，這是我們現(xiàn)在都能看見的，比如自然中很多細(xì)菌和真菌的排列都很有規(guī)律，從不亂套；鴿子、魚類、海龜、鮭魚等生物遷徙從來不會迷失方向，甚至有人說嬰兒出生的概率有地區(qū)差異，而且時間往往比較集中也都與磁場有關(guān)，每個人的氣場也是由自身磁場所產(chǎn)生的。
雖然目前人類對地磁場的了解還不很透徹，但我對地球電磁場的不斷變化影響地球生物生存的觀點(diǎn)堅(jiān)信不疑，地球生命從一開始就與地磁場有密切關(guān)系，每一種生命包括人在內(nèi)都能利用各類電磁信號接收和發(fā)出相關(guān)信息。而前面我們講的磁極反轉(zhuǎn)對大部分生物體最明顯的影響就是使其產(chǎn)生遺傳物質(zhì)DNA活化的現(xiàn)象，它足以使地球在原有生命基礎(chǔ)上，有足夠的能力借此催生地球的新物種。自地球產(chǎn)生以來，地球磁極反轉(zhuǎn)過多次，這已經(jīng)被別科學(xué)所證實(shí)，而每次的磁極反轉(zhuǎn)都有大量新物種產(chǎn)生，但也會有一些舊物種滅絕（比如恐龍），地球過往歷史有數(shù)次生命大爆發(fā)和生命滅絕的事實(shí)早已經(jīng)在科學(xué)界達(dá)成共識。地球磁極反轉(zhuǎn)應(yīng)該是有規(guī)律地周期性發(fā)生的，每一次反轉(zhuǎn)都會是擴(kuò)大地球生物物種的良好機(jī)遇，這或許是地球維持自身生物多樣性的自動調(diào)節(jié)機(jī)制。因?yàn)樵趦纱蔚厍虼艠O反轉(zhuǎn)之間的漫長時間里，地球上的生物物種是在慢慢減少的，這是我們今天親眼所見的事實(shí)。所以，從這層意義上講，磁極反轉(zhuǎn)正是挽救地球生命的重要手段。
不過人類對此不用傷感，舊生命的終結(jié)也意味著將來新生命會有機(jī)會重新開始，因?yàn)樵诿恳淮蔚卮艠O反轉(zhuǎn)過程中都會有大量的新物種誕生，那同樣也是絢麗多彩的生命樂章。整個地球的歷史，也就是隨著地球自身強(qiáng)弱磁場的不斷變化導(dǎo)致生物不斷地爆發(fā)與消失的歷史。我們今天所能看到的生物化石以及大量的地下礦產(chǎn)資源都是前一段或是前幾段動植物生命滅絕時積累保留下來的，它們絕不是我們這一個生命季的產(chǎn)物。當(dāng)我們這一季的生命滅絕后，動植物的尸體才能被深埋地下，在經(jīng)過漫長的歷史時期后，有可能形成煤炭、石油、稀有金屬等礦產(chǎn)資源供下一季生命使用，地球上的生命長久以來不過如此循環(huán)往復(fù)而已。我們現(xiàn)今的地球生命狀態(tài)無非就是久遠(yuǎn)之前地球生命的翻版，一切都?xì)w于自然，一切都不再是秘密。對地球生物來講，真就是“成敗皆因電磁場”。
