[科普中国]-古地磁极

古地磁极（paleomagnetic pole）是指通过测量某一地质年代岩石的剩余磁化强度的方向所确定的该地质年代的地磁极位置。它们的磁化强度方向只能反映瞬时的地磁场方向，据此定出的磁极称虚地磁极。但也有人把古地磁极就叫做虚地磁极。

简介古地磁极（paleomagnetic pole）测量所用的一套岩石定向标本、数量及其时间在分布上应有一定的代表性。如果岩石标本在时间的分布上代表的阶段小于103年，则从地质时间尺度来看，它们的磁化强度方向只能反映瞬时的地磁场方向，据此定出的磁极称虚地磁极。但也有人把古地磁极就叫做虚地磁极，以区别于实测的现代地磁极。在求古地磁极时假定地磁场在地质时期也具有偶极子场形式，同时地磁极也像近期一样，在地理极周围不断变化，所以在约为103年的一段时间里所求得的古地磁极平均位置基本上代表了这一时期古地磁极的位置。上述假定已得到部分证实。1

观点古地磁极在地质历史期间频繁地发生着南北更替的变化，这是新兴的古地磁学作为科学告诉我们的知识。在古地磁年代表上，古地磁极每次总是以180度的倒向变化被学者们记录和表述着。对于古地磁极的所谓的正向期、反向期的真实物理意义或者地质学意义，谁也没有进行正确而可信的叙述。大多数地球科学家都相信，地球磁场是地球内部液态铁质流围绕着地核中心运转产生的。当地球内部的液态铁流发生某种变化时，就可能导致流动方向的180度倒向，从而使地球磁场发生倒向。关于地球磁场古磁极倒向的原因，现代主要有两种观点：一种认为，它们可能是对流的偶然特性，即磁极倒向是随机发生的。地磁极倒向发生原因的另一观点认为，地球磁场的倒向并非“随机”事件，而是有一定规律，是可以预报的。在探讨古地磁极倒向的时候，一部分研究者利用已有的知识，在地球内部的运动中去进行理论上的求解和演绎，建立了诸多的有关古地磁极倒向的假说。可是那并不是仅有的探索方向，还可以将就利用地表的地质学和其他自然科学的资料，在此基础上拟定和建立有事实依据的假说和新理论。2

形成原因古地磁极反向的最简单和最直观的原因，就是地球自转轴改变方向！应该看到古地磁极倒向，并不是地球的内核在外核以及地幔中间，象精雕细刻的多层象牙球一样，可以相对发生快速的大幅度旋转。而应该考虑到，在太空轨道上的失重状态下，呈漂浮状态运转的地球（在轨卫星和行星也一样），由于地内、地外的多种因素影响，出现了会破坏地球质心的原有平衡状态时，地球翻转的运动就会发生。由于自转轴的翻转运动，导致的火山爆发和岩浆溢流，一如既往地在岩石中记录下当时的古地磁磁化方向和强度。但是，自转轴的翻转使翻转前后的古地磁极方向，存在一个大约90度左右的夹角。依照与现代现代在自转轴的北极比较，于是古地磁极就出现了一定程度的翻转。在不同地质历史阶段的古地磁资料中，自然就出现了以现代在北极为基准的正向、不定向、反向、不定向等连续变化的记录。这种记录在科学上已经是不争的事实，现今在需要的就是，如何正确地解读那些真实记录。2

阶段在古地磁极倒向变化的原始资料中，常常可以解析出正向和反向之间的过渡阶段，也就是所谓的低数值段。人为的把低数值段归入正向或者反向段是不合适的，因为那种行为涂抹和掩盖了真实的地质资料的重要细节。同样的道理，对连续地层剖面上获得的古地磁资料的加权或进行窗口浮动均值化处理，可能都是欠妥当的行为。因为对于古地磁极的所谓的正向期、反向期的真实物理意义或者地质学意义，谁也没有进行正确而可信的叙述。所以，一切剔除资料中细节的作为，有可能正在损害科学资料的可用性，给准确的鉴别和仔细的对比工作制造苦恼和遗憾。就象用泥手去擦拭新敲出来的化石表面一样。要科学论证地球翻转，古地磁学的详细而真实的数据资料是不可缺少的。2

证明发生地球翻转运动时，每一次大约在80-100度之间。中国的古籍《淮南子·天文训》里曾经有：“天倾西北，故日月星辰移焉”的记录。如果“天倾”（其实应该是地球自转轴的翻转）象现代古地磁工作中使用的非南即北的成果描述，中国的古人将会无法分辨天倾何方。正因为如此，南北极在地质历史上应该许多次处在阳光直射的低纬度区域。加拿大阿克塞尔·海伯格岛上的化石林，以及温带生活的动物汇聚北极地区的突然群体死亡现象（参见《全新世底界上的灾变问题》一文），还有许多北极地区约一万年前处于温暖气候的研究资料说明：现今在的南、北极曾经处在赤道或低纬度地带。同样也证实了地球翻转不会是每次180度。地球自转轴在历史上曾经若干次处在低纬度地带，那时候它对于现代在的北极，解析出来的古地磁数据必然是低值的，这正是古地磁资料中低数值段出现的真正原因。1

本词条内容贡献者为:

屈明 - 副研究员 - 西南大学