地球磁场的演说

地球磁场的解说王晶制作0510351目录地球磁场来源的11种学说地磁要素地磁场的变化地球磁场反向的9种学说地球磁场为什么会改变地球磁场曾经多次翻转地球磁场的应用新的研究方向离开地球磁场来源的11种学说永磁体学说，是最早提出的一种学说，认为地球内部存在巨大的永磁体，由这永磁体产生地球磁场，但后来认识到地球内部温度很高，不可能存在永磁体。内部电流学说，认为地球内部存在巨大的电流，形成巨大电磁体产生地球磁场，但是既未观测到这种巨大电流，而且巨大电流也会很快衰减，不会长期存在电荷旋转学说(公元1900年，简写作1900)，认为地球表面和内部分别分布着符号相反、数量相等的电荷，由地球自转而形成闭合电流，由此电流产生磁场，但这学说缺乏理论和实验基础。压电效应学说(1929)，认为在地球内部物质在超高压力下使物质中的电荷分离，电子在这样的电场中运动而产生电流和磁场。但理论计算出这样的磁场仅有地磁场的约千分之一。旋磁效应学说(1933)，认为地球内的强磁物质旋转可以产生地球磁场，但这种旋磁效应产生的磁场只有地球磁场的大约千亿分之一。温差电效应学说(1939)，认为地球内部的放射性物质产生的热量，使熔融物质发生连续的不均匀对流，这样产生温差电动势和电流，由此电流产生地球磁场，但理论估计也同地球磁场不符合。磁力线扭结学说(1950)，认为在地球磁场磁力线的张力特性和地核的较差自转，会使原始微弱的地球磁场放大，由此产生地球磁场。发电机学说(1946－1947)，认为是地球内部的导电液体在流动时产生稳恒的电流，由这电流产生地球磁场(目前研究和应用较多的地球磁场学说

)旋转体效应学说(1947)，是根据少数天体观测得到的经验规律，认为具有角动量的旋转物体都会产生磁矩，因而产生磁场。这一学说需要使用一无科学根据的常数，5年后又被提出这一学说的科学家根据精密的实验结果加以否定了。电磁感应学说(1956)，认为由太阳的强烈磁活动通过带电粒子的太阳风到达地球后，会通过地球内部的电磁感应和整流作用产生地球内部的电流，由此产生地球磁场。

霍尔效应学说(1954)，认为在地球内部由于温度不均匀产生的温差电流和原始微弱磁场的同时使用下，会由霍尔效应产生霍尔电动势和霍尔电流，由此产生地球磁场。地磁要素

地磁场的大小和方向用磁场强度F表示﹐单位为高斯。F可分为三个分量﹕水平强度H﹐是F在水平面上的投影﹔磁偏角D﹐是H与正北方向的夹角﹔磁倾角I﹐是F对水平面的倾角。F也可分解为向北﹑向东和向下的三个分量X﹑Y﹑Z﹐这三个分量通常也可称为北向分量﹑东向分量和垂直分量。这些量可以确定地磁场的大小和方向﹐所以称为“地磁要素”。根据测量得知﹐在同一高度上靠近赤道处地磁场较弱﹐而靠近磁极处则较强﹐如地球表面赤道上的磁场强度约为0.29～0.40高斯﹐而在地磁北极和地磁南极的磁场强度则分别为0.61高斯和0.68高斯。根据地磁场测量结果并按一些模型可得出地磁场的总能量约为3.4×10尔格。地磁场的变化

地磁场的强度不是固定的﹐它有短期和长期变化。短期变化包含有日变化﹑太阴日变化和季节变化以及各种干扰等。地磁场的这种短期变化部分常称为地球变化磁场。除去短期变化后的地磁场称为地球基本磁场﹐或称基本地磁场﹐基本地磁场的地磁要素有长期变化。根据近四百多年来的测量﹐这种变化的表现之一为西向漂移。例如﹐在1550年零度磁偏角线约在东经20°处横跨赤道﹐而现在已西移至西经75°处过赤道。其次﹐磁极的位置和磁偶极矩也有长期变化。太阳风﹑宇宙线﹑电离层﹑极光等都对地磁场有影响﹐它们使地磁场发生短期变化。太阳风还会使地磁场局限在一定的范围内。太阳活动较强时﹐太阳风的能量会大大增加﹐从而导致地磁场的强烈扰动。地磁场能俘获来自太阳和其他天体的带电粒子﹐形成著名的范爱伦带。地球磁场反向的9种学说

非偶极型磁场变化学说(1964)，无规磁场起伏学说(1968)，地核流体对流对称性变化学说(1969)，地核流体对流区分布变化学说(1969)，地核三偶极型磁场学说(1969)，偶极型磁场变化学说(1971)，双偶极型磁场学说(1975)，银河星系旋臂干扰学说(1974)，地外天体撞击学说(1987)等。地球磁场为什么会改变科学家指出，存在于地核周围的铁流体（熔融体）好像一部“发动机”，不停地将巨大的机械能转化成为电磁能，从而形成了地磁场。而铁流体有时会形成巨大的漩涡，迫使自己的流向发生变化，这就引起了地球磁场的改变。地球磁场曾经多次翻转科学家们通过对海底熔岩的研究发现，地球的磁场曾经发生过多次翻转。众所周知，炽热的岩浆中含有数以万计的矿物质，就好像一个个“小指南针”。当岩浆冷却下来后，这些“指南针”也被固定住不再发生变化。这样，其“南北极”的指向就记录了当时地球磁场的方向。研究表明，地球磁场平均每50万年翻转一次，而最近一次的翻转发生在78万年前。地球磁场的应用磁法探矿已成为地球物理探矿中一种重要的和常用的方法。磁法探矿不仅可应用于铁矿的勘探，而且还应用于与铁矿相伴生的其他矿物的勘探。前者称为磁法直接探矿，如磁铁矿、磁赤铁矿、钒钛磁铁矿和金铜磁铁矿等的勘探，后者称为磁法间接探矿，如含镍、铬、钴等的金属矿床，金刚石、硼、石棉等非金属矿床以及石油矿等的普查和勘探。图1示出的是两个强磁性铁矿脉(a，b)处的地磁场垂直分量B⊥随距离的变化，可以明显看出在两个矿脉处的B⊥出现两个峰值。

新的研究方向地球深层物质中含有的富铁矿物如同指南针的指针一样，表明磁极的方向和穿过南北极轴线的磁场强度。通过确定物质的年代，并将其与地球磁场的方向和强度加以对比，便可重现地球磁场的历史。地球磁场的历史表明，地球磁场的强度在每次出现两极反向之前的几千年中大大减弱。地质学家让·皮埃尔·瓦莱说：“在变化曲线的最底部