地球靠着强大的引力，在周围聚集了一层厚达1000公里的大气层，过滤掉了太阳光线中99%的紫外线，保护着地球上的生态系统。在大气层顶端600—1000公里之间，还存在着一顶“地球保护伞”——地球磁层，在它的作用下，主要由氢、氦组成的等离子太阳风，会被迫绕过地球向前运动，这就极大降低了太阳风对地球的危害。

地球磁场这一概念的提出，已经过去整整420年了，关于它的起因，科学界一直没有一个统一的标准解释。更不可思议的是，科学家发现地球磁场的强度并不是一成不变的，在过去7000万年的时间里，它的强度一直在发生变化，甚至出现了上百次磁极反转的现象。

研究表明，过去的120年中，地球磁场的强度已经下降了10%—15%。如果地球磁场的强度持续减弱下去，将会再次发生反转。而在计算机模拟中，未来100年地球磁场的强度有可能上升，但同时也有可能大幅度下降，直至出现磁极反转。

那么地球磁极的反转，到底是怎样形成的？未来100年，还会发生吗？

地球磁场的起因

地球磁场属于弱磁场，平均强度不足1高斯。这样的强度，还没有一块手掌大小的磁铁强度大。它的磁极与南极、北极并不重合，两个磁极的连线与地球自转轴存在11.3度的倾斜角。

地球磁场的起因现在还没有完全揭开，大多数科学家认为它是由固态内核外层液体铁浆的定向流动造成的。有一部分科学家认为，地球外核的液态铁中，电子的定向流动和地球最原始的微弱磁场之间，会像磁流体发电机一样，磁力与电流产生相互增强的作用，从而达到一种平衡，形成地球周围的磁场分布。

但这种解释是有漏洞的，有物理学家指出，在地球外核，上千度的高温会使液态铁的磁性几乎全部丧失，因而地球内部不可能存在一个天然的磁电机。时至今日，地球磁场的起因还是一个迷，但有一点可以肯定的是，它一定与地球外核液态铁的定向流动有关系。

地球磁极反转的原因

令人惊讶的是，还没有彻底搞清楚磁场起源时，地球磁极的反转，反而显得更容易被解释。科学家曾提出过一个离谱的解释：百万年前一颗小行星进入了地球轨道，最终在对地球强烈的冲撞之下，造成地球外核液态铁的流动发生变向，逐渐导致磁极发生反转。而更靠谱的解释是：

地球外核的液态铁等重金属物质，在温度达到熔点，压力达到百万个标准大气压的条件下，使得大量电子获得能量，形成一层覆盖内核的电子层，进而出现一个由电子组成的负电层，负电层在地球自转产生的扰动之下，可能会随着液态铁浆改变流动方向，就逐渐产生了地球磁场方向的变化，甚至于磁极的彻底反转。

未来100年会发生磁极反转吗？它对地球有什么影响

已有证据表明，地球磁极曾经最短在4年时间内完全发生过反转。由此推论，未来100年内地球磁极发生反转也不是不可能的。不过大多数情况下，地球完整的一次磁极反转会持续相当长一段时间，达到几万年甚至上百万年。

另一方面，就算在未来的日子里，人类经历了地球的磁极反转，那也并不代表着世界末日的出现。因为它对地球的影响远远不是毁灭性的，但会造成候鸟、回游鱼和其它迁徙类动物迷失方向，并可能使地球直接暴露在太阳风的吹射之下，对电力、通讯系统包括人类自身的健康造成损害。