石笋是喀斯特地形的一种自然现象，为地下水从洞穴顶端固定滴落在某个位置所形成的尖锥体，石笋内含有微米碎屑磁铁矿颗粒，在生长过程中会记录下当时的地磁方向。

▲ 石笋。（Source：By Magnus Gertkemper [CC BY-SA 2.0 de], from Wikimedia Commons）

过去两世纪来，火成岩和沉积岩被广泛当作了解地磁纪录与反转事件时间的研究对象，但它们各有优缺点：火成岩具有强磁性且可以准确定年，但很难有连续纪录；沉积岩可以提供连续的古地磁纪录，但是高解析定年较为困难。

洞穴石笋则可以被精确定年，生长时磁性矿物嵌埋在石笋中不被扰动，是提供连续原始古地磁纪录的理想材料，1979 年石笋第一次被用于古地磁研究，但由于石笋成份几乎全是碳酸盐类，即使有磁性矿物存在，含量也太少，导致古地磁讯号微弱、极难测量，于是往后 30 年，石笋很少再被应用于古地磁研究。

所幸定年技术与磁学仪器测量灵敏度不断改进，石笋重回台面，沈川洲团队遍寻世界各地，终于在中国找到具有磁性的石笋，利用铀钍定年法重建分辨率精准至几十年、历时 16,000 年、时间点落在 10 万年前的珍贵地磁纪录，从研究分析到发表成果总共耗费 8 年。

10 万年前，地球磁场也很弱且不稳定，不断重复发生相似性极高的不对称性地磁极南北飘移周期，称为「周氏震荡（chou oscillation）」，最惊人的是 98,000 年前，地磁极最快可以在 100 年内发生一次倒转。

过去 100～200 年的科学仪器观测显示，如果没有其他影响，则磁极翻转时间点应该落在千年之后；此外，地磁场翻转需要条件：磁场强度低到目前的十分之一，才「有可能」反转，但新研究表明，磁极翻转可能远比过去所估计的速度快上 10 倍。

（Source：翻摄台大团队 PPT）

假如将来发生了地球磁极快速倒转现象：磁北极从北半球高纬度地区飘向低纬度，然后再飘往南半球高纬度地区；在这过程中，原本作为防护罩的磁场将不能正面抵挡太阳辐射出的高速带电粒子流，届时带电粒子直接冲击卫星、航空、通讯与电力系统，可能导致网络瘫痪、全球股市与金融市场失序，这些你无感的话，再说一件恐怖的事情──你的手机当然也连不上网。

候鸟、鲑鱼等许多具感应磁场的生物也可能辨识错乱，进而改变局部生态；至于人体应该没什么太大安危。

虽然对高度依赖 3C 科技的人类而言，无网络简直是场噩梦，但沈川洲也开玩笑说，至少那时候，想看极光不用特别跑到南北极了：随着磁极飘移，低纬度的人也有幸目睹极光──如果地球磁场强度还够的话。

▲ 沈川洲教授为屏幕中视讯联机者。（Source：科技新报）