地磁場形成的原因

　　你知道地磁場嗎?地磁場，即把地球視為一個磁偶極子magnetic dipole，其中一極位在地理北極附近，另一極位在地理南極附近，這兩極所產生的球體磁場即為地磁場。下面由小編為你詳細介紹地磁場的相關知識。

　　地球存在磁場的原因還不為人所知，普遍認為是由地核內液態鐵的流動引起的。最具代表性的假說是“發電機理論”。1945年，物理學家埃爾薩塞根據磁流體發電機的原理，認為當液態的外地核在最初的微弱磁場中運動，像磁流體發電機一樣產生電流，電流的磁場又使原來的弱磁場增強，這樣外地核物質與磁場相互作用，使原來的弱磁場不斷加強。由於摩擦生熱的消耗，磁場增加到一定程度就穩定下來，形成了現在的地磁場。

　　還有一種假說：

　　鐵磁質在770℃居里溫度的高溫中磁性會完全消失。在地層深處的高溫狀態下，鐵會達到並超過自身的熔點呈現液態，決不會形成地球磁場。而應用“磁現象的電本質”來做解釋，認為按照物理學研究的結果，高溫、高壓中的物質，其原子的核外電子會被加速而向外逃逸。

　　所以，地核在6000K的高溫和360萬個大氣壓的環境中會有大量的電子逃逸出來，地幔間會形成負電層。按照麥克斯韋的電磁理論：電動生磁，磁動生電。所以，要形成地球南北極式的磁場，必然需要形成旋轉的電場，而地球自轉必然會造成地幔負電層旋轉，即旋轉的負電場，磁場由此而生。

　　地磁場起源

　　地球物理學的基本問題之一。自1600年英國的吉伯W.Gilbert提出“地球是一個巨大的磁石”開始，有關地磁場起源的推測已有近400年的歷史，但至今仍未獲得圓滿解決。

　　簡史地磁場的主要部分猶如一個近似沿自轉軸方向均勻磁化的球體的磁場。因此“永久磁石說”就成為地磁場成因最早和最自然的猜測。

　　當地球物理學家提出地核可能是由鐵、鎳等強磁性物質組成的時候，這種猜測似乎得到了支援。然而地球內部的溫度遠超過鐵的居里點見岩石磁性，所以這個假說不能成立。繼而有人曾企圖藉助於帶電地球的旋轉、迴轉磁效應、溫差電流以及感應電流等物理效應來解釋地磁場，但其量值都遠遠不夠大。

　　例如根據迴轉磁效應，地球由於自轉獲得的磁化強度約為10-10電磁單位，比與地磁場相當的均勻磁化球體的磁化強度7.2×10-2約小9個數量級。鑑於從已有的物理規律找不到答案，有人開始探索新的規律。

　　1947年英國物理學家布萊克特P.M.S.Blackett發現，當時測定的太陽、室女星座78號星和地球3個天體的磁矩M和角動量P滿足關係，其中G為萬有引力常數,c為光速，β為比例常數，約為0.25。布萊克特把這個關係設想為物理學的一個新定律，作為地磁場起源的解釋，稱為“巨大轉體說”。由於有3個天體的支援，這個假說曾一度引起廣泛的關注。

　　為證實這一結果，布萊克特專門設計了一種測弱磁場的高靈敏度儀器，但實驗結果是否定的，所以布萊克特本人宣告放棄他的假說。

　　磁場生物

　　磁場強度

　　像海龜、鯨魚、候鳥等眾多遷徙動物均能走南闖北，每年可旅行幾千公里，中途往往還要經過汪洋大海，但是還能測定精確的位置。科學家們發現，海龜能通過地球磁場和太陽及其他星體的位置來辨別方向。但對於遷徙中的海龜來說，僅有“方向感”是不夠的，它們可能還有一張“地圖”，用於明確自己的地理位置，最終到達某個特定的目的地。美國北卡羅來納大學查珀爾希爾分校的肯洛曼研究小組發現，綠海龜對不同地理位置間的地磁場強度、方向的差別十分“敏感”，它們能通過地磁場為自己繪製一張地圖。

　　地理子午線

　　信鴿能在遙遠的地方飛回而不迷失方向，也是由於地磁的幫助

　　地磁場的強弱叫地磁感應強度，地磁場的磁子午線與地理子午線間的夾角叫磁偏角，地球上某處地磁場方向與地面水平方向間的夾角叫磁傾角，這三個物理量稱為“地磁三要素”。但是從地球的一個地方到鄰近的另一個地方，地磁要素的變化一般都十分微小。

　　地磁場圖記錄了地球表面各點的地磁場的基本資料和它們的變化規律，它是航海、航空、軍事以及地質工作不可缺少的工具。船舶和飛機航行時，用磁羅盤測得的是地磁方位角，因此只有知道了當時當地的磁偏角數值，才能確定地理方位和航行路線。

　　磁暴

　　一般來說，地磁要素的變化是很小的，但是跟太陽活動有密切聯絡的磁暴現象，卻發生得十分突然。這是因為太陽黑子活動劇烈的時候，放出的能量相當於幾十萬顆氫彈爆炸的威力，同時噴射出大量帶電粒子。這些帶電粒子射到地球上形成的強大磁場迭加到地磁場上，使正常情況下的地磁要素髮生急劇變化，引起“磁暴”。發生磁暴時，地球上會發生許多奇異的現象。在漆黑的北極上空會出現美麗的極光。指南針會搖擺不定，無線電短波廣播突然中斷，依靠地磁場“導航”的鴿子也會迷失方向，四處亂飛。地磁場能阻擋宇宙射線和來自太陽的高能帶電粒子，是生物體免遭危害的天然保護傘。

　　所以這個“超巨”的地磁場，對地球形成了一個“保護盾”，減少了來自太空的宇宙射線的侵襲，地球上生物才得以生存滋長。如果沒有了這個保護盾，外來的宇宙射線，會將最初出現在地球上的生命幼苗全部殺死，根本無法在地球上滋生。

　　地下資源

　　地球上某些地區的岩石和礦物具有磁性，地磁場在這些埋藏礦物的區域會發生劇變，利用這種地磁異常可探測礦藏，尋找鐵、鎳、鉻、金以及石油等地下資源。

　　在發生強烈地震之前，地磁的三要素也都會發生改變，造成地磁區域性異常的“震磁效應”。這是由於地殼中的岩石，有許多是具有磁性的，當這些岩石受力變形時，它們的磁性也要跟著變化，從而可以較正確地作出“震前預報”。