编者按："浩瀚的空天还有许多未知的奥秘有待探索"，为此，中科院之声与中国科学院国家空间科学中心联合开设“Calling太空”科普专栏，为大家讲述有趣的故事，介绍一些与空间科学和航天相关的知识。

最近有些朋友在网上转，说美国国家航空航天局（NASA）公布的地磁图上，就像下边微博附带的图上一样，用红蓝颜色代表地球磁场强度时，在南大西洋的上空有个地球磁场强度非常低（蓝色）的区域，范围还特别大。一些报道用上了“断裂”、“大坑”、“凹痕”等形容，以及“奇怪”、“可怕”、“严重”之类的词汇，渲染说这样一种异常发展猛烈，甚至会带给人类灭顶之灾，因为这个现象与地磁倒转是直接相联系的。

网友畅所欲言（图片来自网络）

大家在积极参与讨论的同时，对这些事也不必过分紧张。南大西洋地磁异常区域，科学家发现和确认已经超过50年，而在这之前已经存在了许多许多年。目前没有任何证据或者可靠的理论说它会对我们人类的生活产生影响。

你考试没及格？我开车闯了红灯？隔壁老王家不孕不育……地磁异常就跟许多人笃信的神仙一样，对它来说，我们人类的生活太渺小了，你我的烦恼不值一提。今天我们就来聊一聊地磁图上显现出来的这个“坑”。

有些喜好神秘故事的朋友应该听说过神秘的“百慕大三角”区域，其实这个区域就是咱们要聊的南大西洋的一角。很多研究认为飞机、轮船经过这个区域时，通讯、导航很容易出错，甚至电子仪器本身失灵，最后导致事故，而这些可能是磁场以及与之相关的带电粒子特征引起的。

根据地球磁场的测量，南大西洋上空有一大块区域的磁场强度比世界其他地区弱了30~50%，弱化的速度也比其他地区快了10倍，既然与“正常”非常不同，故而被称做南大西洋异常区（South Atlantic Anomaly）。它的中心在南美洲与非洲之间的大西洋，范围涵盖了南美洲西南、非洲南端以及两者之间的大西洋南部。

地球磁场是个怎么回事呢？磁场是一种看不见、摸不着的特殊物质，它不是由原子或分子组成的，但是实际存在。磁体周围存在磁场，磁体间的相互作用就以磁场为媒介，所以两磁体不用接触就能发生作用。很早以前，人类就已经知道磁石及其磁性，也发明了指南针，因为它总是有一端直着南（另一端自然就是指北）。而我们的地球其实就好像一个大磁铁。磁铁北极在地理南极附近，磁铁南极在地理北极附近，地磁轴和地理轴之间有大概11°的偏差。

地球和它的磁场（图片来自网络）

法国学者皮埃·德马立克（Pierre de Maricourt）于公元1269 年论述了他仔细标明铁针在块型磁石附近各个位置的定向，也就是用磁铁指向的方向定义磁场方向，从这些记号描绘出很多条线，也就是上图中的磁力线或磁场线。他发现磁力线汇聚于磁石的相反两端位置，他称之为磁极，如下图所示，磁力线从北极（N）指向南极（S）。后来威廉·吉尔伯特主张地球本身就是一个大磁石，其两个磁极分别位于南极与北极，所以在地面上看磁铁会指向南北方向。

磁力线指示了磁场的方向，从北极（N）指向南极（S）（图片来自网络）

如此看来，地球的磁场在地面不同地方的大小和方向都不会是完全一样的了。有一些常用的表现磁场特征的参数，我们习惯叫地磁7要素，包括了磁场总强度、水平方向的强度、垂直方向的强度、向东的强度、向北的强度，这些向各个方向的强度称为分量，也就是水平分量、垂直分量等等，也包括了跟水平面的夹角（磁倾角）以及水平分量跟北向之间的夹角（磁偏角，也就是相对于向北转过的角度）。这些参量在不同地方不同，随着时间也存在变化。

我们地球的磁场对地球生物圈有双重保护作用：一是避免外来的高能带电粒子入侵，二是减少大气层中的带电粒子逃逸。因为带电粒子在磁场中运动会受到使它转向的“洛伦兹力”，所以通常是“拘束”在磁场周围的，而能量很强的带电粒子也很难轻易“逾越”磁力线的控制。对来自宇宙（主要是太阳）的高能粒子而言，它们“吹”向地球并遭遇地球磁场时，会被磁场弹开，或者随着磁场去到地球的夜晚侧很远的地方，有些远离地球而去、有些经过“千辛万苦”后进入到咱们地球周围的空间中；对于地球的带电粒子（主要是因为太阳辐射形成），地球的磁场也控制住它们在地球周围飞行，难以离开。