古地磁極

學科：地球物理學

詞目：古地磁極

英文：paleomagnetic pole

釋文：通過測量某一地質年代岩石的剩餘磁化強度的方向所確定的該地質年代的地磁極位置。測量所用的一套岩石定向標本、數量及其時間在分佈上應有一定的代表性。如果岩石標本在時間的分佈上代表的階段小於10 3年，則從地質時間尺度來看，它們的磁化強度方向只能反映瞬時的地磁場方向，據此定出的磁極稱虛地磁極。但也有人把古地磁極就叫做虛地磁極，以區別於實測的現代地磁極。在求古地磁極時假定地磁場在地質時期也具有偶極子場形式，同時地磁極也像近期一樣，在地理極周圍不斷變化，所以在約為l03年的一段時間裡所求得的古地磁極平均位置基本上代表了這一時期古地磁極的位置。上述假定已得到部分證實。

古地磁極在地質歷史期間頻繁地發生著南北更替的變化，這是新興的古地磁學作為科學告訴我們的知識。在古地磁年代表上，古地磁極每次總是以180度的倒向變化被學者們記錄和表述著。對於古地磁極的所謂的正向期、反向期的真實物理意義或者地質學意義，誰也沒有進行正確而可信的敘述。大多數地球科學家都相信，地球磁場是地球內部液態鐵質流圍繞著地核中心運轉產生的。當地球內部的液態鐵流發生某種變化時，就可能導致流動方向的180度倒向，從而使地球磁場發生倒向。關於地球磁場古磁極倒向的原因，目前主要有兩種觀點：一種認為，它們可能是對流的偶然特性，即磁極倒向是隨機發生的。地磁極倒向發生原因的另一觀點認為，地球磁場的倒向並非“隨機”事件，而是有一定規律，是可以預報的。在探討古地磁極倒向的時候，一部分研究者利用已有的知識，在地球內部的運動中去進行理論上的求解和演繹，建立了諸多的有關古地磁極倒向的假說。可是那並不是唯一的探索方向，還可以將就利用地表的地質學和其他自然科學的資料，在此基礎上擬定和建立有事實依據的假說和新理論。

古地磁極反向的最簡單和最直觀的原因，就是地球自轉軸改變方向！應該看到古地磁極倒向，並不是地球的內核在外核以及地幔中間，象精雕細刻的多層象牙球一樣，可以相對發生快速的大幅度旋轉。而應該考慮到，在太空軌道上的失重狀態下，呈漂浮狀態運轉的地球（在軌衛星和行星也一樣），由於地內、地外的多種因素影響，出現了會破壞地球質心的原有平衡狀態時，地球翻轉的運動就會發生。由於自轉軸的翻轉運動，導致的火山爆發和岩漿溢流，一如既往地在岩石中記錄下當時的古地磁磁化方向和強度。但是，自轉軸的翻轉使翻轉前後的古地磁極方向，存在一個大約90度左右的夾角。依照與現在自轉軸的北極比較，於是古地磁極就出現了一定程度的翻轉。在不同地質歷史階段的古地磁資料中，自然就出現了以現在北極為基準的正向、不定向、反向、不定向等連續變化的記錄。這種記錄在科學上已經是不爭的事實，現在需要的就是，如何正確地解讀那些真實記錄。

在古地磁極倒向變化的原始資料中，常常可以解析出正向和反向之間的過渡階段(閻桂林編古地磁學（試用教材）武漢地質學院內部交流 P92)，也就是所謂的低數值段。人為的把低數值段歸入正向或者反向段是不合適的，因為那種行為塗抹和掩蓋了真實的地質資料的重要細節。同樣的道理，對連續地層剖面上獲得的古地磁資料的加權或進行窗口浮動均值化處理，可能都是欠妥當的行為。因為對於古地磁極的所謂的正向期、反向期的真實物理意義或者地質學意義，誰也沒有進行正確而可信的敘述。所以，一切剔除資料中細節的作為，有可能正在損害科學資料的可用性，給準確的鑒別和仔細的對比工作製造苦惱和遺憾。就象用泥手去擦拭新敲出來的化石表面一樣。要科學論證地球翻轉，古地磁學的詳細而真實的數據資料是不可缺少的。

發生地球翻轉運動時，每一次大約在80-100度之間。中國的古籍《淮南子•天文訓》里曾經有：“……天傾西北，故日月星辰移焉”的記錄。如果“天傾”（其實應該是地球自轉軸的翻轉）象現在古地磁工作中使用的非南即北的成果描述，中國的古人將會無法分辨天傾何方。正因為如此，南北極在地質歷史上應該許多次處在陽光直射的低緯度區域。加拿大阿克塞爾•海伯格島上的化石林，以及溫帶生活的動物匯聚北極地區的突然群體死亡現象（參見《全新世底界上的災變問題》一文），還有許多北極地區約一萬年前處於溫暖氣候的研究資料說明：現在的南、北極曾經處在赤道或低緯度地帶。同樣也證實了地球翻轉不會是每次180度。地球自轉軸在歷史上曾經若干次處在低緯度地帶，那時候它對於現在的北極，解析出來的古地磁數據必然是低值的，這正是古地磁資料中低數值段出現的真正原因。