天文小科普：地磁場的成因是什么？

簡介：地球的磁場是液態鐵芯中運動電場的結果，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電流感應，地球的磁場正在減弱，有可能翻轉。

我們的保護磁層是從哪里來的？ 讓我們來看看地球的磁場，以及它是如何與太陽相互作用的，

在我們了解地磁場是如何工作的之前，我們首先需要對磁性有一個基本的了解。 當電荷穿過鐵這樣的磁性材料時，磁場就形成了。

條形磁鐵上方灑在紙上的鐵屑所表示的磁場線的方向

維基百科

任何磁化材料都是雙極的，這意味著它有一個北極和一個南極，磁場線從北到南。 北極處的磁場線會回到南極，在材料外產生一個外部磁場，它會影響其他距離太近的物體，

你可能對條形磁鐵很熟悉，從本質上說，地磁場與之非常相似。想象一下，一個巨大的條形磁鐵穿過地核，從一個磁極到另一個磁極，你就會看到這樣的畫面， 然而，地核是熔融的，所以我們的地磁場是由地核處的循環電流引起的。 其中的一個結果就是，地磁場偶爾會倒轉。 據信，地磁倒轉平均每20萬年就會發生一次，

把條形磁鐵與地球作進一步的類比，巧合的是，地磁的南極剛好位于地理北極，北極位于地理南極， 當有人提到“磁北”時，他們實際上指的是地球的南極，

地磁場也沒有與地球自轉完全對齊，而是傾斜了11°， 它也不是靜止的，磁極一直在移動，事實上，在過去四個世紀里，南磁極（地理北極）在加拿大北極地區漂移了1100公里（684英里）。

有趣的是，盡管地球這么大，但地磁場卻比冰柜磁鐵還弱， 然而，這仍然足以保護我們免受來自太陽和銀河系其他地方的有害輻射，并幫助我們的星球保持其大氣層，

磁場的起源

如前所述，地磁場是液態的熔融鐵芯中運動電場的結果。 與地表相比，地核處的磁場強度約為地表的50倍，

地球很可能在其45億年的整個生命周期中都具有磁場。 然而，當地球剛形成時，很可能整個地核都是液態的；目前，只有外核是液態的，而內核由于強壓力而是固態的，這意味著地球早期的磁性可能比現在強，確切的說，我們尚不確定究竟有多強，但據信這種強大的磁場幫助地球在生命的早期就保持了大氣層，這與火星在磁場消散時失去了大氣層正好相反，

磁場的未來

地磁場正在減弱，但人們對其確切原因卻知之甚少，但是，這并不令人擔憂。記錄表明，它的強度相對頻繁地減弱和增加，自德國數學家卡爾·弗里德里希·高斯（Carl Friedrich Gauss）于1845年首次測量其強度以來，它已經下降了約百分之十，

如果磁場進一步明顯下降，則磁場可能會翻轉。然而，與人們普遍認為的相反，這并不意味著世界末日。在過去的十億年里，地磁場發生了多次倒轉，生命幸存了下來。因此，再次倒轉不太可能會造成任何破壞性影響，

唯一真正的危險是如果磁場完全消失。但是，只要地球還有個液態的地核，它將繼續具有磁場。除非你還會存活在地球上幾十億年，在這樣的事情有可能發生的時候，不然沒什么好擔心的，

相關知識

在電磁學里，磁石、磁鐵、電流及含時電場，都會產生磁場，處于磁場中的磁性物質或電流，會因為磁場的作用而感受到磁力，因而顯示出磁場的存在。磁場是一種矢量場；磁場在空間里的任意位置都具有方向和數值大小。 磁鐵與磁鐵之間，通過各自產生的磁場，互相施加作用力和力矩于對方，運動中的電荷亦會產生磁場。

作者: Tim Trott

FY: 林安染

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