地磁反转

1. 地磁反转是指地球磁场南北磁极发生长期、全球性互换的地球物理现象。当前状态下，指南针指向的地理北极附近是地磁南极（吸引磁针的北极），而反转后，指南针将指向地理南极附近。这种现象并非指地球自转轴或地理极点的变动，而是地球内部发电机过程产生的磁场方向发生倒转。

2. 地球磁场主要源于地核外液态铁镍流体的对流运动（即“地核发电机”效应）。当发电机的流体运动动力学过程发生某种不稳定性或扰动超过临界阈值时，可能导致产生的偶极子磁场整体减弱，进而极性发生翻转。这是一个持续数千至上万年的复杂过程，期间磁场强度会显著下降，磁场形态可能变得多极且混乱。

3. 地磁反转的记录主要来源于岩石的“热剩磁”与“沉积剩磁”。当火山岩喷发冷却经过“居里温度”时，或沉积岩中的磁性矿物颗粒在水中缓慢沉降时，其磁性矿物会沿当时地球磁场方向排列并被固化保存下来。通过对全球不同地区、不同地质年代序列的岩石进行古地磁测量，可以识别出磁场方向与当前方向一致（正向）或相反（反向）的条带。

4. 系统性的证据来自“海底磁异常条带”。在大洋中脊，新洋壳不断形成并冷却磁化，记录当时的地磁场方向。随着海底扩张，正反向磁化的岩石平行于洋脊对称分布，在海洋磁力测量中形成正负相间的条带状图案。这些条带是全球性的，并与通过陆上岩石建立的“地磁极性年表”相互印证，为地磁反转提供了最直观、最有力的证据，也直接支持了板块构造理论。

5. 根据地磁极性年表，反转在时间上完全不规则，间隔从数万年到数千万年不等，平均约20-30万年发生一次。最近一次完全反转是约78万年前的“松山-布容反转”。我们当前处于“布容正向期”。每次反转过程本身持续时间（从开始不稳定到完成翻转）大约为1000年到10000年，期间磁场强度可能降至正常值的10%以下，对地球的磁层屏蔽效应减弱，可能导致宇宙射线通量增加。

6. 地磁反转是地球内部的固有物理过程，其触发机制和规律仍是研究前沿，可能与地核-地幔边界处的热量与物质交换扰动有关。研究地磁反转对理解地球深部动力学、保护人造卫星与电网免受空间天气影响、以及探讨其对生物圈的可能影响具有重要意义。