地磁场

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地球磁圈對地球而言有屏障太陽風所挾帶的帶電粒子的作用。地球磁圈在白晝區(向日面)受到帶電粒子的力影響而被擠壓,在地球黑夜區(背日面)則向外伸出。(圖片未按照比例顯示。)
地球磁北極與“真”北極(地理北極)的差異。

地磁场,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,这两極所产生的球体磁场即为地磁场。通過這兩個磁極的假想直線(磁軸)與地球的自轉軸大約成11.3度的傾斜。地磁場的成因或許可以由發電機原理解釋。地球的磁場向太空伸出數萬公里形成地球磁圈(magnetosphere)。

磁極[编辑]

西元2000年相對於地理北極的的磁偏角
西元1700年相對於地理北極的磁偏角

地球的磁北極實際上是磁場的指南極,它會吸引構成羅盤指針的磁鐵的指北極。這個已成慣例的錯誤稱呼已經是難以改變了。注意圖上象徵地球的磁鐵的北極實際上是指向地理南極的。目前磁北極在加拿大境內,距離地理北極大約1000公里。

磁極的位置並不是固定的,每年會移動數英哩。磁北極目前約以平均每年40公里向地理北極接近。兩個磁極的移動彼此之間是獨立的,而兩個磁極也不會正好在地球球體的兩端,也就是說,磁軸不會通過地球正中心。目前磁南極到地理南極的距離比磁北極到地理北極的距離遠。

对磁极互换的解释[编辑]

大量的事实和证据表明,地磁场的磁极曾经互换过。

地磁場不是毫無變化的,它的強度與地磁極位置會改變。科學家發現,地磁極會週期性地逆反定向,這過程稱為地磁反轉。最近一次的反轉是大約78萬年前的布容尼斯-松山反轉Brunhes–Matuyama reversal)。對於澳大利亞紅英安岩枕狀玄武岩古地磁學paleomagnetism)研究發現,地磁場的存在,估計至少已有35億年之久[1]。地磁場會在太空與太陽風和其它帶電粒子群流互相作用,因而形成磁層。地球磁層並不是球狀的,在面對太陽的一面,其邊界離地心的距離約為七萬千米(隨太陽風強度的不同而變化)。

磁極的位置[编辑]

磁北極 [1] (2001) 81.3°N, 110.8°W (2004 ) 82.3°N, 113.4°W (2005 ) 82.7°N, 114.4°W
磁南極 [2] (1998) 64.6°S, 138.5°E (2004 ) 63.5°S, 138.0°E

来源[编辑]

地磁场来源于地核外核的鐵鎳流體的渦電流

特性[编辑]

地表上的地磁场强度并不均匀,强度因地理位置而有所变化:从0.3高斯(南美地区和南非)到0.6高斯(加拿大的磁北极附近,澳大利亚南部和一部分西伯利亚地区)。

地磁場類似磁鐵棒,但是這種相似只是粗略的。磁鐵棒或是其它永久磁鐵的磁場是由於鐵原子中的電子有序的運動而形成的。然而,地核的溫度高於居里點(鐵的居里點:絕對溫度1043K),鐵原子的電子軌道的方向會變得隨機化,這樣的隨機化會使得物質失去它的磁場。因此地磁場的成因並不是由於有磁性的鐵礦,主要的因素是大地電流

另一項地磁場與磁棒不同的特徵是地磁場的磁圈磁圈與地球有一段距離,與地磁場表面有關。此外,在地核中的磁化的組成成分是轉動的而不是靜止的。

參考文献[编辑]

  1. ^ T. N. W. McElhinney and W. E. Senanayake, J. Geophys. Res. 85, 3523 (1980).
  1. ^ Geomagnetism, North Magnetic Pole. Natural Resources Canada, 2005-03-13.
  2. ^ South Magnetic Pole. Commonwealth of Australia, Australian Antarctic Division, 2002.