最近時(shí)距離地球5500萬公里的火星,一直被天文學(xué)家認(rèn)為是人類在太陽系內(nèi)移民的最佳星球,因?yàn)樗鼛缀鯖]有大氣層,比金星更容易降落。然而,火星并非一直如今天的模樣。在太陽系剛剛誕生的幾億年內(nèi),火星實(shí)際上與今天的地球相似,擁有濃密的大氣層、磁場(chǎng)以及全球性的海洋和河流,甚至有可能孕育著生命和文明。這些特征在39億年前突然消失,大氣層開始逐漸消散,地表水資源被蒸發(fā)殆盡,僅剩下兩極區(qū)域的冰蓋。

在5.5億年前,我們的地球也曾失去了幾乎全部的磁場(chǎng)。整個(gè)地球的磁場(chǎng)強(qiáng)度在短時(shí)間內(nèi)下降了90%,這一現(xiàn)象持續(xù)了1500萬年。如果這一趨勢(shì)繼續(xù)下去,地球大氣層將會(huì)被太陽風(fēng)吹散,地球可能會(huì)變成今天的火星。
幸運(yùn)的是,這并沒有發(fā)生。根據(jù)測(cè)算,地球的磁場(chǎng)在5.5億年前迅速減弱后,在很短的時(shí)間內(nèi)恢復(fù)到了100%的水平。太陽風(fēng)沒有來得及剝離地球大氣,地球上的生命也沒有受到太大的影響,生命繼續(xù)演化。
然而,地球的磁場(chǎng)在5.5億年前突然減弱?根據(jù)羅徹斯特大學(xué)的地質(zhì)學(xué)家們的研究,5.5億年前地球磁場(chǎng)的減弱是由于內(nèi)地核發(fā)生了變化。

地球內(nèi)部包含地殼、地幔和地核,其中地核分為外地核和內(nèi)地核,外地核是密度極大的液態(tài)鐵鎳,內(nèi)地核是密度極大的固態(tài)鐵鎳物質(zhì)。地球磁場(chǎng)的源頭是外地核中液態(tài)鐵鎳流動(dòng)產(chǎn)生的行星發(fā)電機(jī)效應(yīng)。
5.5億年前,地球的內(nèi)部發(fā)生了變化。當(dāng)時(shí),液態(tài)外地核和固態(tài)內(nèi)地核尚未完全分隔,固態(tài)內(nèi)核沒有完全冷卻成固態(tài),因此它與液態(tài)外地核一起維持了地球的行星發(fā)電機(jī)效應(yīng)。然而,隨著時(shí)間的推移,內(nèi)地核的溫度和壓力逐漸達(dá)標(biāo),部分液態(tài)鐵鎳開始逐漸轉(zhuǎn)化為固態(tài)。這一轉(zhuǎn)變意味著地球無法繼續(xù)維持之前的行星發(fā)電機(jī)效應(yīng),從而導(dǎo)致地球磁場(chǎng)突然減弱了90%。

這一時(shí)期的地球也經(jīng)歷了寒武紀(jì)生物大爆發(fā),但至今仍沒有完全解釋這一現(xiàn)象。地球上的生命演化與磁場(chǎng)的變化密切相關(guān)。磁場(chǎng)的變化可以引起地球環(huán)境的改變,從而影響生存條件�?茖W(xué)家預(yù)測(cè),由于現(xiàn)在地球的外地核與內(nèi)地核已經(jīng)完全分開,地球的磁場(chǎng)強(qiáng)度將繼續(xù)保持在目前水平,直到地球內(nèi)部完全冷卻,外地核的液態(tài)鐵鎳徹底凝固。
因此,地球不會(huì)像火星一樣失去磁場(chǎng)。等到那個(gè)時(shí)候,人類文明可能已經(jīng)離開地球,或者甚至離開太陽系。地球的未來將會(huì)有新的挑戰(zhàn)和發(fā)現(xiàn)等待著。