簡介：地球的磁場是液態(tài)鐵芯中運動電場的結(jié)果，與條形磁鐵相似，分南北兩極，磁力線由北向南，但地球的核心是熔融的，故地球磁場由核心的循環(huán)電流感應(yīng)，地球的磁場正在減弱，有可能翻轉(zhuǎn)。
我們的保護性磁層從何而來？讓我們看看地球的磁場，及其與太陽的相互作用。
在理解地球磁場的工作原理之前，我們需要對磁性有一個基本的了解。當電荷穿過諸如鐵的磁性材料時，會形成磁場。
紙張下放置條形磁鐵，紙張上的鐵屑可以展現(xiàn)出磁場方向。
任何磁化材料都有兩級——南極和北極，磁場線從北向南延伸。北極處的磁力線繞回南極，從而在材料外部產(chǎn)生了一個外部磁場，距離較近的物體會受該磁場的影響。
條形磁鐵對您來說也許并不陌生，而從本質(zhì)上講，地球的磁場與之非常相似。想象一個巨大的條形磁體從極點到極點貫穿地球的核心，有畫面感了嗎？但是，地球的核心是熔融的，因此我們的行星磁場是由核心處的循環(huán)電流引發(fā)的。其結(jié)果之一是，在極少數(shù)情況下，地球磁場會發(fā)生磁極翻轉(zhuǎn)。據(jù)信，這種情況平均每20萬年發(fā)生一次。
以“條形磁鐵”進一步類比，可以發(fā)現(xiàn)，地球磁場南極在地理北極，而磁場北極在地理南極。人們提到“磁場北極”時，實際上是指地球的南極。
地球的磁場與其自轉(zhuǎn)并非完全一致，而是會傾斜11度。同樣，地球磁場也并非完全靜止；其磁極不斷運動，事實上，在過去四個世紀中，南磁極（即地理北極）在加拿大北極地區(qū)漂流了1100公里（684英里）。
有趣的是，盡管地球體積巨大，其磁場卻比冰箱貼磁場還要弱。但地球磁場已經(jīng)足夠保護我們免受來自太陽或銀河系其他地方的有害輻射，并幫助地球保住大氣層。
磁場的起源
如前所述，地球的磁場是由地核中熔融的液態(tài)鐵芯的磁場運動形成的。地核處的磁場強度是地表的50倍。
在地球整個45億年的生命中，磁場似乎一直存在。但在地球誕生之初，整個地核似乎都是液態(tài)的；而現(xiàn)在，只有外層地核是液態(tài)，內(nèi)層地核已經(jīng)在巨大壓力作用下變成固態(tài)。這就意味著地球早期磁場應(yīng)該比現(xiàn)在要強。我們尚不確定具體有多強，但是據(jù)信這種強大的磁場幫助地球在誕生之初就保住了大氣，相反，火星在磁場消散后就失去了大氣層。
地球磁場正在減弱，但具體原因不為人知。但不必擔心，根據(jù)記載，地球磁場強度降低或提高發(fā)生的很頻繁。德國數(shù)學家卡爾·弗里德里?！じ咚梗–arl Friedrich Gauss）在1845年首次測量出地球磁場強度，之后，強度已經(jīng)下降了約百分之十。
如果磁場進一步大幅下降，就可能發(fā)生磁極翻轉(zhuǎn)。但與人們的普遍認識相反，這并不意味著世界末日。在過去的十億年里，地球磁場發(fā)生過多次翻轉(zhuǎn)，生命卻一直存在。因此這次翻轉(zhuǎn)不會造成什么毀滅性的影響。
對人類來說唯一的威脅就是磁場完全消失。但只要地核還是液體，磁場就不會消失。這一點無須太擔心，除非數(shù)十億年后人類仍然存在。
相關(guān)知識
地磁場是源自于地球內(nèi)部，并延伸到太空的磁場。磁場在地表上的強度在25－65微特斯拉（即0.25至0.65高斯）之間。粗略地說，地磁場是一個與地球自轉(zhuǎn)軸呈11°夾角的磁偶極子，相當于在地球中心放置了一個傾斜了的磁棒。目前的地磁北極位于北半球的格陵蘭附近，實際上它是地磁場的南極，而地磁南極則是地磁場的北極。地核向外散發(fā)熱量時，引起外核中熔融鐵的對流運動，進而產(chǎn)生電流，地磁場即是此電流所致。這種形成天體磁場的原理，稱為發(fā)電機理論。
圖解：非逆轉(zhuǎn)期間地球磁場的電腦模擬。線條表示磁場線，從地核伸出時為黃色，回入地核時為藍色。地球自轉(zhuǎn)軸位于正中，垂直于圖中。濃密的線團位于地核之內(nèi)。
南北磁極通常位于地理極附近，但其位置在地質(zhì)時間尺度上可以有較大的變化。這種變化極其緩慢，不足以干預(yù)指南針的日常使用。不過，平均每幾十萬年會發(fā)生一次地磁逆轉(zhuǎn)，即南北磁極突然（與地質(zhì)時間尺度相比較）互相換位。每次逆轉(zhuǎn)都會在巖石中留下印跡，這對古地磁學研究十分重要。以此所得的數(shù)據(jù)有助科學家了解大陸和海床的板塊運動。
參考資料
1.Wikipedia百科全書
2.天文學名詞
FY: 崔琬
作者: Tim Trott
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