什麼叫做地理磁場

❶ 地球磁場是什麼，干什麼用具體分布在哪

地球磁場言是偶極型的，近似於把一個磁鐵棒放到地球中心，使它的Ｎ極大體上對著南極而產生的磁場形狀。當然，地球中心並沒有磁鐵棒，而是通過電流在導電液體核中流動的發電機效應產生磁場的。 地球磁場不是孤立的，它受到外界擾動的影響，宇宙飛船就已經探測到太陽風的存在。太陽風是從太陽日冕層向行星際空間拋射出的高溫高速低密度的粒子流，主要成分是電離氫和電離氦。 因為太陽風是一種等離子體，所以它也有磁場，太陽風磁場對地球磁場施加作用，好像要把地球磁場從地球上吹走似的。盡管這樣，地球磁場仍有效地阻止了太陽風長驅直入。在地球磁場的反抗下，太陽風繞過地球磁場，繼續向前運動，於是形成了一個被太陽風包圍的、彗星狀的地球磁場區域，這就是磁層。 地球磁層位於地面600～1000公里高處，磁層的外邊界叫磁層頂，離地面5～7萬公里。在太陽風的壓縮下，地球磁力線向背著太陽一面的空間延伸得很遠，形成一條長長的尾巴，稱為磁尾。在磁赤道附近，有一個特殊的界面，在界面兩邊，磁力線突然改變方向，此界面稱為中性片。中性片上的磁場強度微乎其微，厚度大約有1000公里。中性片將磁尾部分成兩部分：北面的磁力線向著地球，南面的磁力線離開地球。 1967年發現，在中性片兩側約10個地球半徑的范圍里，充滿了密度較大的等離子體，這一區域稱作等離子體片。當太陽活動劇烈時，等離子片中的高能粒子增多，並且快速地沿磁力線向地球極區沉降，於是便出現了千姿百態、絢麗多彩的極光。由於太陽風以高速接近地球磁場的邊緣，便形成了一個無碰撞的地球弓形激波的波陣面。波陣面與磁層頂之間的過渡區叫做磁鞘，厚度為3～4個地球半徑。 地球磁層是一個頗為復雜的問題，其中的物理機制有待於深入研究。磁層這一概念近來已從地球擴展到其他行星。甚至有人認為中子星和活動星系核也具有磁層特徵。 形成原因 通常物質所帶的正電和負電是相等數量的，但由於地球核心物質受到的壓力較大，溫度也較高，約6000°C，內部有大量的鐵磁質元素，物質變成帶電量不等的離子體，即原子中的電子克服原子核的引力，變成自由電子，加上由於地核中物質受著巨大的壓力作用，自由電子趨於朝壓力較低的地幔，使地核處於帶正電狀態，地幔附近處於帶負電狀態，情況就象是一個巨大的「原子」。 科學家相信，由於地核的體積極大，溫度和壓力又相對較高，使地層的導電率極高，使得電流就如同存在於沒有電阻的線圈中，可以永不消失地在其中流動，這使地球形成了一個磁場強度較穩定的南北磁極。另外，電子的分布位置並不是固定不變的，並會因許多的因素影響下會發生變化，再加上太陽和月亮 的引力作用，地核的自轉與地殼和地幔並不同步，這會產生一強大的交變電磁場，地球磁場的南北磁極因而發生一種低速運動，造成地球的南北磁極翻轉。 太陽和木星亦具有很強的磁場，其中木星的磁場強度是地球磁場的20至40倍。太陽和木星上的元素主要是氫和少量的氦、氧等這類較輕的元素，與地球不同，其內部並沒有大量的鐵磁質元素，那麼，太陽和 木星的磁場為何比地球還強呢？木星內部的溫度約為30000°C左右，壓力也比地球內部高的多，太陽內部的 壓力、溫度還要更高。這使太陽和木星內部產生更加廣闊的電子殼層，再加上木星的自轉速度較快，其自 轉一周的時間約10小時，故此其磁場強度自然也要比地球高的強。 事實上，如果天體的內部溫度夠高，則天體的磁場強度與其內部是否含有鐵、鈷、鎳等鐵磁質元素無關。由於太陽、木星內部的壓力、溫度遠高於地球，因此，太陽、木星上的磁場要比地球磁場強的多。而火星、水星的磁 場比地球磁場弱，則說明火星、水星內部的壓力、溫度遠低於地球。 關於地球磁場的形成原因，一種關於地球磁場成因的假說認為：地球磁場的形成原因和其它行星的磁場的形成原因是類似的，地球或其它行星由於某種原因而帶上了電荷或者導致各個圈層間電荷分布不均勻。這些電荷由於隨行星的自轉而做圓周運動，由於運動的電荷就是電流，電流必然產生磁場。這個產生的磁場就是行星的磁場，地球的磁場也是類似的原因產生的。這個假說和各個行星磁場的有無和強弱現象符合的非常完美。 發現 歷史上，第一個提出地磁場理論概念的是英國人吉爾伯特。他在1600年提出一種論點，認為地球自身就是一個巨大的磁體，它的兩極和地理兩極相重合。這一理論確立了地磁場與地球的關系，指出地磁場的起因不應該在地球之外，而應在地球內部。 1893年，數學家高斯在他的著作《地磁力的絕對強度》中，從地磁成因於地球內部這一假設出發，創立了描繪地磁場的數學方法，從而使地磁場的測量和起源研究都可以用數學理論來表示。但這僅僅是一種形式上的理論，並沒有從本質上闡明地磁場的起源。 現在科學家們已基本掌握了地磁場的分布與變化規律，但是，對於地磁場的起源問題，學術界卻一直沒有找到一個令人滿意的答案。 目前，關於地磁場起源的假說歸納起來可分為兩大類，第一類假說是以現有的物理學理論為依據；第二類假說則獨辟蹊徑，認為對於地球這樣一個宇宙物體，存在著不同於現有已知理論的特殊規律。 屬於第一類假說的有旋轉電荷假說。它假定地球上存在著等量的異性電荷，一種分布在地球內部，另一種分布在地球表面，電荷隨地球旋轉，因而產生了磁場。這一假說能夠很自然地通過電與磁的關系解釋地磁場的成因。但是，這個假說卻有一個致命缺點，首先它不能解釋地球內外的電荷是如何分離的；其次，地球負載的電荷並不多，由它產生的磁場是很微弱的，根據計算，如果要想得到地磁場這樣的磁場強度，地球的電荷儲量需要擴大1億倍才行，理論計算和實際情況出入很大。 以地核為前提條件的地磁場假說也屬於第一類假說，弗蘭克在這類假說中提出了發電機效應理論。他認為地核中電流的形成，應該是地核金屬物質在磁場中做渦旋運動時，通過感應的方式而發生的。同時，電流自身形式的場就是連續不斷的再生磁場，好像發電機中的情形一樣。弗蘭克所建立的模型說明了怎樣實現地磁場的再生過程，解釋了地磁場有一定的數值。但是在應用這種模型的時候，卻很難解釋地核中的這種電路是怎樣通過圓形迴路而閉合的。此外，這個模型也沒有考慮到電流對渦旋運動的反作用，而這種反作用是不允許渦旋分布於平行赤道面的平面內的。 屬於第一類假說的還有漂移電流假說、熱力效應假說和霍爾效應假說等，但這些假說都不能全面地解釋地磁場的奇異特性。 關於地磁場起源還有第二類假說，這其中最具代表性的就是重物旋轉假說。 1947年，布萊克特提出任意一個旋轉體都具有磁矩，它與旋轉體內是否存在電荷無關。這一假說認為，地球和其他天體的磁場都是在旋轉中產生的，也就是說星體自然生磁，就好像電荷轉動能產生磁場一樣。但是，這一假說在試驗和天文觀測兩方面都遇到了困難。在現有的實驗條件下，還沒有觀察到旋轉物體產生的磁效應。而對天體的觀測結果表明，每個星球的磁場分布狀況都很復雜，尚不能證明星球的旋轉與磁場之間存在著必然的依存關系。 因此上說，關於地磁場的起源問題，學術界仍處在探索與爭鳴之中，尚沒有一個具有相當說服力的理論，對地磁場的成因作出解釋。 分布與變化規律 地磁場的形成具有一定特殊性，按照旋轉質量場假說，地球在自轉過程中產生磁場。但是，從運動相對性的觀點考慮，居住在地球上的人是不應該感受到地磁場的，因為人靜止於地球表面，隨地球一同轉動，所以地球上的人是無法感覺到地球自轉產生的磁場效應的。 通常所說的地磁場只能算作地球表面磁場，並不是地球的全球性磁場（又稱空間磁場），它是由地核旋轉形成的。地球的內部結構可分為地殼、地幔和地核。美國科學家在試驗中發現，地球內外的自轉速度是不一樣的，地核的自轉速度大於地殼的自轉速度。也就是說，地球表面的人雖然感覺不到地球的自轉，但卻能感覺到地核旋轉所產生的質量場效應，就是它產生了地球的表面磁場。科學家在研究中還發現，地核的自轉軸與地球的自轉軸不在一條直線上，所以由地核旋轉形成的地磁場兩極與地理兩極並不重合，這就是地磁場磁偏角的形成原因。 科學家們在對地磁場的研究中發現，地磁場是變化的，不僅強度不恆定，而且磁極也在發生變化，每隔一段時間就要發生一次磁極倒轉現象。 早在二十世紀初，法國科學家布律內就發現，70萬年前地磁場曾發生過倒轉。1928年，日本科學家松山基范也得出了同樣的研究結果。第二次世界大戰後，隨著古地磁研究的迅速發展，人們獲得了越來越多的地磁場倒轉證據。如岩漿在冷卻凝固成岩石時，會受到地磁場的磁化而保留著像磁鐵一樣的磁性，其磁場方向和成岩時的地磁場方向一致。科學家在研究中發現，有些岩石的磁場方向與現代地磁場方向相同，而有些岩石的磁場方向與現代地磁場方向正好相反。科學工作者通過陸上岩石和海底沉積物的磁力測定，及洋底磁異常條帶的分析終於發現，在過去的7600萬年間，地球曾發生過171次磁極倒轉。距今最近的一次發生在70萬年前，正如布律內所指出的那樣。

❷ 地磁場指的是磁場還是地理位置

地磁場是磁場，地磁場包括基本磁場和變化磁場兩個部分。

1. 基本磁場是地磁場的主要部分，起源於固體地球內部，比較穩定，屬於靜磁場部分。

2. 變化磁場包括地磁場的各種短期變化，主要起源於固體地球外部，相對比較微弱。

   
   

   
   

❸ 地球磁場的作用有哪些磁場對地球提供了什麼怎樣理解地球磁場地球磁場是個什麼磁場

1、地球磁場最大的作用是形成一道屏障，把宇宙射線集中到地球的南北兩個磁極。，地磁北（N）極處於地理南極附近，地磁南（S）極處於地理北極附近。

2、地球的磁性,是地球內部的物理性質之一.地球是一個大磁體,在其周圍形成磁場,即表現出磁力作用的空間。地磁場和一個置於地心的磁偶極子的磁場很近似，這是地磁場的最基本特性。

3、地球磁場屬於電磁場，是通過外核的電子隨地球自轉的電流效應（近似於電生磁）產生的磁場。地磁場強度很弱。

4、地球磁場（the earth magnetic field）是指地球周圍空間分布的磁場。地球磁層位於高層大氣之外，是一個形狀類似慧星的磁性包層。

(3)什麼叫做地理磁場擴展閱讀：

地球磁場最大的作用是形成一道屏障，把宇宙射線集中到地球的南北兩個磁極。地球受到太陽的影響非常大，太陽風在離地球大約64000公里以外，也就是10倍於地球半徑的地方，以每秒數百公里的速度飛向地球。

太陽風不斷沖擊著地球外圍環境，當粒子流進入地球附近時，一部分會由於受洛侖茲力作用繞過地球，剩下的會被類似磁鏡的地磁系統俘獲，通常在5至10個地球半徑外的距離就被攔截到。

太陽風與地磁場相持形成的曲面是磁層的邊界，稱為磁層頂。磁層的形成，使地球磁場攔截了太陽輻射來的帶電粒子，以及對生命體一般具有危害的宇宙射線，使它們難以到達地面，而是留在高層大氣之外，環繞地球流動。這種屏蔽作用對生物的生存與繁衍具有重要意義。

❹ 什麼是磁場

磁場
magnetic field
電流、運動電荷、磁體或變化電場周圍空間存在的一種特殊形態的物質。由於磁體的磁性來源於電流，電流是電荷的運動，因而概括地說，磁場是由運動電荷或變化電場產生的。磁場的基本特徵是能對其中的運動電荷施加作用力，磁場對電流、對磁體的作用力或力矩皆源於此。
與電場相仿，磁場是在一定空間區域內連續分布的矢量場，描述磁場的基本物理量是磁感應強度矢量B ，也可以用磁力線形象地圖示。然而，作為一個矢量場，磁場的性質與電場頗為不同。運動電荷或變化電場產生的磁場，或兩者之和的總磁場，都是無源有旋的矢量場，磁力線是閉合的曲線族，不中斷，不交叉。換言之，在磁場中不存在發出磁力線的源頭，也不存在會聚磁力線的尾閭，磁力線閉合表明沿磁力線的環路積分不為零，即磁場是有旋場而不是勢場（保守場），不存在類似於電勢那樣的標量函數。
電磁場是電磁作用的媒遞物，是統一的整體，電場和磁場是它緊密聯系、相互依存的兩個側面，變化的電場產生磁場，變化的磁場產生電場，變化的電磁場以波動形式在空間傳播。電磁波以有限的速度傳播，具有可交換的能量和動量，電磁波與實物的相互作用，電磁波與粒子的相互轉化等等，都證明電磁場是客觀存在的物質，它的「特殊」只在於沒有靜質量。
磁現象是最早被人類認識的物理現象之一，指南針是中國古代一大發明。磁場是廣泛存在的，地球，恆星(如太陽)，星系（如銀河系），行星、衛星，以及星際空間和星系際空間，都存在著磁場。為了認識和解釋其中的許多物理現象和過程，必須考慮磁場這一重要因素。在現代科學技術和人類生活中，處處可遇到磁場，發電機、電動機、變壓器、電報、電話、收音機以至加速器、熱核聚變裝置、電磁測量儀表等無不與磁現象有關。甚至在人體內，伴隨著生命活動，一些組織和器官內也會產生微弱的磁場。

電磁場
electromagnetic field

有內在聯系、相互依存的電場和磁場的統一體和總稱 。隨時間變化的電場產生磁場 ， 隨時間變化的磁場產生電場，兩者互為因果，形成電磁場。電磁場可由變速運動的帶電粒子引起，也可由強弱變化的電流引起，不論原因如何，電磁場總是以光速向四周傳播，形成電磁波。電磁場是電磁作用的媒遞物，具有能量和動量，是物質存在的一種形式。電磁場的性質、特徵及其運動變化規律由麥克斯韋方程組確定。

地磁場
geomagnetic field
從地心至磁層頂的空間范圍內的磁場。地磁學的主要研究對象。人類對於地磁場存在的早期認識，來源於天然磁石和磁針的指極性。磁針的指極性是由於地球的北磁極（磁性為S極）吸引著磁針的N極，地球的南磁極（磁性為N極）吸引著磁針的S極。這個解釋最初是英國W.吉伯於1600年提出的。吉伯所作出的地磁場來源於地球本體的假定是正確的。這已為1839年德國數學家C.F.高斯首次運用球諧函數分析法所證實。

地磁場是一個向量場。描述空間某一點地磁場的強度和方向，需要3個獨立的地磁要素。常用的地磁要素有7個，即地磁場總強度F，水平強度H，垂直強度Z，X和Y分別為H的北向和東向分量，D和I分別為磁偏角和磁傾角。其中以磁偏角的觀測歷史為最早。在現代的地磁場觀測中，地磁台一般只記錄H，D，Z或X，Y，Z。
近地空間的地磁場，像一個均勻磁化球體的磁場，其強度在地面兩極附近還不到1高斯，所以地磁場是非常弱的磁場。地磁場強度的單位過去通常採用伽馬（γ），即10高斯。1960年決定採用特斯拉作為國際測磁單位，1高斯＝10特斯拉（T），1伽馬＝10特斯拉＝1納特斯拉（nT），簡稱納特。地磁場雖然很弱，但卻延伸到很遠的空間，保護著地球上的生物和人類，使之免受宇宙輻射的侵害。
地磁場包括基本磁場和變化磁場兩個部分，它們在成因上完全不同。基本磁場是地磁場的主要部分，起源於地球內部，比較穩定，變化非常緩慢。變化磁場包括地磁場的各種短期變化，主要起源於地球外部，並且很微弱。
地球的基本磁場可分為偶極子磁場、非偶極子磁場和地磁異常幾個組成部分。偶極子磁場是地磁場的基本成分，其強度約佔地磁場總強度的90％，產生於地球液態外核內的電磁流體力學過程，即自激發電機效應。非偶極子磁場主要分布在亞洲東部、非洲西部、南大西洋和南印度洋等幾個地域，平均強度約佔地磁場的10％。地磁異常又分為區域異常和局部異常，與岩石和礦體的分布有關。
地球變化磁場可分為平靜變化和干擾變化兩大類型。平靜變化主要是以一個太陽日為周期的太陽靜日變化，其場源分布在電離層中。干擾變化包括磁暴、地磁亞暴、太陽擾日變化和地磁脈動等，場源是太陽粒子輻射同地磁場相互作用在磁層和電離層中產生的各種短暫的電流體系。磁暴是全球同時發生的強烈磁擾，持續時間約為1～3天，幅度可達10納特。其他幾種干擾變化主要分布在地球的極光區內。除外源場外，變化磁場還有內源場。內源場是由外源場在地球內部感應出來的電流所產生的。將高斯球諧分析用於變化磁場，可將這種內、外場區分開。根據變化磁場的內、外場相互關系，可以得出地球內部電導率的分布。這已成為地磁學的一個重要領域，叫做地球電磁感應。
地球變化磁場既和磁層、電離層的電磁過程相聯系，又和地殼上地幔的電性結構有關，所以在空間物理學和固體地球物理學的研究中都具有重要意義。

❺ 地磁場和地理磁場有什麼區別在題目中一般指哪個還有怎麼用

地磁場和地理磁場有什麼區別
南北2極只是人為劃分的，只是為了人類了解地球方便，我們知道180度經線經過太平洋時有拐彎的地方，這也是為了不把一個地方劃分為2個半球，所以這個很正常

❻ 地球磁場是什麼

前面我們已了解了地球的構造及所含物質。接下來就讓我們探討一下磁場。我們知道通常物質所帶的正電和負電是相等數量的，但由於地球核心物質受到的壓力較大，溫度也較高，約6000℃，內部有大量的鐵磁質元素，物質變成帶電量不等的離子體，即原子中的電子克服原子核的引力，變成自由電子，加上由於地核中物質受著巨大的壓力作用，自由電子趨於壓力較低的地幔，使地核處於帶正電狀態，地幔附近處於帶負電狀態，情況就像是一個巨大的「原子」。

科學家相信，由於地核的體積極大，溫度和壓力又相對較高，使地層的導電率極高，使得電流就如同存在沒有電阻的線圈中，可以永不消失地在其中流動，這使地球形成了一個磁場強度較穩定的南北磁極。另外，電子的分布位置並不是固定不變的，並會在許多的因素影響下會發生變化，再加上太陽和月亮的引力作用，地核的自轉與地殼和地幔並不同步，這會產生一強大的交變電磁場，地球磁場的南北磁極因而發生一種低速運動，造成地球的南北磁極翻轉。

地磁場的形成具有一定特殊性，按照旋轉質量場假說，地球在自轉過程中產生磁場。但是，從運動相對性的觀點考慮，居住在地球上的人是不應該感受到地磁場的，因為人靜止於地球表面，隨地球一同轉動，所以地球上的人是無法感覺到地球自轉產生的磁場效應的。通常所說的地磁場只能算作地球表面磁場，並不是地球的全球性磁場（又稱空間磁場），它是由地核旋轉形成的。地球的內部結構可分為地殼、地幔和地核。美國科學家在試驗中發現，地球內外的自轉速度是不一樣的，地核的自轉速度大於地殼的自轉速度。也就是說，地球表面的人雖然感覺不到地球的自轉，但卻能感覺到地核旋轉所產生的質量場效應，就是它產生了地球的表面磁場。科學家在研究中還發現，地核的自轉軸與地球的自轉軸不在一條直線上，所以由地核旋轉形成的地磁場兩極與地理兩極並不重合，這就是地磁場磁偏角的形成原因。

平面方位的設定為讀懂地圖提供了方便

❼ 地磁場方向是什麼

地磁場方向是從地磁北極到地磁南極。地球本身是一個巨大的磁體，地球周圍的磁場叫做地磁場，地磁北極在地理南極附近，地磁南極在地理北極附近，所以地磁場的方向是從地磁北極到地磁南極。

地磁場的概述

地磁場是指地球內部存在的天然磁性現象。地球可視為一個磁偶極，其中一極位在地理北極附近，另一極位在地理南極附近。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。

地球的磁場向太空伸出數萬公里形成地球磁圈引力。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。

地磁場包括基本磁場和變化磁場兩個部分。基本磁場是地磁場的主要部分，起源於固體地球內部，比較穩定，屬於靜磁場部分。變化磁場包括地磁場的各種短期變化，主要起源於固體地球外部，相對比較微弱。地球變化磁場可分為平靜變化和干擾變化兩大類型。

❽ 所謂的磁場是什麼

1.磁場是一種特殊的物質。磁體周圍存在磁場，磁體間的相互作用就是以磁場作為媒介的。 2.磁性指的是一些物體具有的吸引鐵、鉻、錳等物質的性質，具有這種性質的物體叫做磁體。磁體各個部位磁性強弱是不同的，磁性最強的兩個位置叫做磁極。磁現象指的是所有有關磁性體現的現象。 由於磁體的磁性來源於電流，電流是電荷的運動，因而概括地說，磁場是由運動電荷或變化電場產生的。（不過我想你應該是初中的學生，這一點對你來說可能有點難度，等你到了高中學了安培分子電流假說就容易理解了，現在就不多說了） 磁場的基本性質是對放在其中的磁體和運動電荷有力的作用，所以檢驗磁場是否存在可以將小磁針放在磁場中。 3.將小磁針或條形磁鐵懸掛起來，規定指向南的一端為S極，指向北的一端為N極。 4.地球本身就是一個巨大的磁場。它的磁感線與條形磁鐵的磁感線是相同的。但地磁場的南北極與地理的南北極是相反的。而地磁場的南極與地理的北極也並不是完全重合的，它們之間有一定的角度，叫做磁偏角，這個角度與太陽的運動有關，並且是不斷變化的。但是由於磁偏角很小，所以一般我們認為地磁場的南極在地理的北極，地磁場的北極在地理的南極。指南針是由磁體製成的，由於磁極間的作用，同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引，指南針的南極就會與地磁場的北極相吸引，即指向地理的南極

❾ 地磁場是什麼

地磁場起源 origin of the main geomagnetic field

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持。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、回轉磁效應、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。例如根據回轉磁效應，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。鑒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滿足關系，其中G為萬有引力常數,c為光速，β為比例常數，約為0.25。布萊克特把這個關系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個天體的支持，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，所以布萊克特本人聲明放棄他的假說。

與上述各種推測同時出現的是「自激發電機說」。1919年拉莫爾（J.Larmor）首先提出了旋轉的導電流體維持自激發電機的可能性，這是關於地磁場起源的自激發電機說的最早概念。而較為系統的論述，則是40年代末和50年代初由埃爾薩塞 (W.M.Elsasser)、帕克(E.N.Parker)和布拉德(E.C.Bullard)等人完成的，稱為埃爾薩塞－帕克模型和布拉德過程。隨著大型計算機的應用，使更復雜的磁流體動力學的計算成為現實。60年代後期發現，布拉德過程是不穩定的。這使得曾被認為極有希望的「自激發電機說」陷入了危機。直到1970年，利利(F.E.M.Lilley)修正了布拉德過程的運動模式，才使得穩定的「自激發電機說」再度有了可能。60年代古地磁學的數據肯定了地磁場在漫長的地質時期經歷了多次倒轉的事實，地磁場極性的正向與反向的歷史並沒有顯示出哪種極性更具有特殊性。這是除「自激發電機說」以外，其他關於地磁成因的假說所難以解釋的。地球具有磁場在天體中並不特殊，太陽系九大行星中至少有木星、水星具有與地球磁場相類似的內源磁場。太陽和許多恆星也具有磁場。60～70年代帕克的研究說明，地磁場起源的模式可能對其他天體也適用。據此，人們現在認為「自激發電機說」是解釋地磁成因的最有希望的理論。

原理 地核內磁流體動力學的研究思路是導電流體和磁場的相互作用如何改變原始的磁場和運動狀態，這是「自激發電機說」的基礎。

導電流體和磁場的相互作用，在數學上也就是電磁場方程與流體運動方程的耦合。在磁場中運動的導電流體，根據法拉第電磁感應定律，將在隨流體運動的迴路里產生感應電動勢。若導體是電導率為無窮大的理想導體，感應電流將為無窮大，這顯然是不可能的。如果任意運動迴路中的磁通量不變，磁力線必然隨流體一起運動，猶如磁力線與流體牢固地粘在一起。這個現象稱為磁場的「凍結」效應，即磁場與流體完全凍結起來。這時磁場所滿足的方程稱為「凍結方程」。當流體的電導率為有限時，除不斷有焦耳熱損耗外，磁場還將不斷由強的區域向弱的區域擴散。因此在一般情況下，導電流體中的磁場既受凍結效應的控制，又將不斷擴散。這時滿足的方程稱為「擴散凍結方程」。凍結和擴散兩種效應，除與電導率（λ）有關外，還與流體的速度（v）和尺度 (L)有關。在電磁流體力學中，定義無量綱常數為磁粘滯系數。RM>>1時，流體中凍結效應將是主要的；RM<<1時，擴散現象將占優勢。

由於磁場的存在，流體運動方程中除原有的作用力外，還將增加電磁力。運動和磁場方程相互耦合的媒介就是電磁力。

導電流體在磁場中運動,將產生感應電流,從而改變原有磁場。如果運動適當，有可能維持某種穩定的磁場。這個過程如同通常的發電機，導電流體相當於發電機的線圈，因此把維持磁場的這種假說稱為「發電機說」。當然除這種簡單的相似外，兩者的過程是完全不同的。在磁流體過程中,由於運動和磁場的耦合,電磁方程和流體運動方程都將成為非線性方程。至今求解這樣復雜的非線性方程組仍然是困難的。為此通常把運動和磁場的耦合作為微擾處理，分別求解運動方程和電磁方程。這時兩個方程仍為線性方程，相應於方程的「發電機」則稱為「線性發電機」。

若地核中產生的地磁場被激發後自由衰減，其衰減壽命約為104年。但古地磁學中已經測到的最老的磁性岩石年齡接近109年，這說明地磁場的壽命遠遠超出它的自由衰減壽命。為維持這樣長壽命的地磁場，必須不斷提供能量以補償焦耳熱損耗。地核中的能量來源，以及提供的能量維持怎樣的運動才能獲得長時間穩定的地磁場，是發電機說要回答的兩個基本問題。

地核的電導率是地球內部電導率最高的，約為 3×10-6電磁單位。地磁非偶極場成分的西向漂移表明,非偶極場源有相對於地幔的運動，其速度量級為20公里每年。這要比被地質現象所證實的固體地殼的運動高 5個量級，因此從焦耳熱損耗和運動量級考慮，液體地核是地磁發電機最有利的場所。

發電機的能量圖像 根據液核中磁流體動力學原理可知,發電機的能量轉換過程是運動能與磁能的轉換,其轉換媒介是電磁力。運動反抗這種電磁力做功將對系統提供能量，其中一部分用來補償焦耳熱損耗，剩餘的用來增加系統的磁場能量和向核外輸送電磁能從而改變核內與核外的磁場。這一過程可以用方程 ：

表示。方程式右端為電磁力，其中j 為電流密度； （對整個液核積分）代表運動(V)反抗電磁力做功；WH為液核中的總磁能；Jσ為液核中的焦耳熱損耗率；FE為單位時間內通過液核表面向外輸送的電磁能。對於穩定發電機，核內和核外磁場不隨時間變化，方程變為： Jσ=AH,

即運動反抗電磁力做功所提供的能量全部用來補償焦耳熱損耗。

運動能量提供的方式與作用力有關。產生運動的力除電磁力外，主要是重力與流體靜壓力，液核內力學能量的轉換方程為： ,

其中為液核總動能的減少率;FP為流體靜壓力通過液核表面向核內的能量輸送率，重力做功在核內和表面上都將產生位能的釋放；FG是在液核表面上由於質量交換所產生的位能釋放率，例如地幔物質由於重力分異落入地核產生的能量交換即屬此類；Gτ是由於沿著介質運動方向密度不均勻性產生的位能釋放，熱對流即屬此類。發電機過程中流體運動反抗電磁力做功，或者以系統的動能減少為代價，或者由重力位能的釋放和表面流體靜壓力做功來提供，當然也可以是幾種因素的綜合效果。當系統穩定時， FP+FG+Gτ=AH=Jσ,

這時重力位能的釋放與流體靜力做功全部用來補償焦耳熱損耗。非穩定狀態下的能量轉換方程則是： ,

由地核內磁場的總能量(WH)和磁場的自由衰減時間，可以估計液核中焦耳熱損耗 (Jσ)約為1017爾格／秒。很顯然，這個量級應是維持發電機所必需的最低限度的能量提供率。

能量來源 早期埃爾薩塞和布拉德都假定，長壽命放射性元素所維持的熱對流是發電機能量的提供者。由Gτ可以估計,要提供1017爾格／秒的能量，則地核中單位質量的生熱率需高達 100爾格／（克·秒）。而由地面總熱流計算地殼中放射性元素的生熱率僅有10-3～10-1爾格／（克·秒），兩者相差幾個量級，顯然是不合理的。有人主張內核是由液態核凝固而成，這個過程至今還在繼續，它所放出的潛熱將維持熱核的熱對流，這同樣會遇到量級上的困難。1968年馬爾庫斯(W.V.R.Malkus)由實驗證實，在地球的進動過程中由於地幔與地核動力扁度的差異（見地球自轉），兩者將有不同的進動角速度，前者快於後者。由於地球是一個扁球體，地幔將迫使地核有相同運動的趨勢，這時地幔通過FP對地核提供能量，可以維持地磁發電機。近年也有人對此提出異議，認為其量級遠遠不夠。還有人主張若地球深部的化學分異和重力分異仍在進行,則重力位能的釋放(Gτ,FG)將提供能量。可見，地核中的各種可能的能量來源，無不涉及地球演化與地球內部的物理狀態等地球物理基本問題，在目前要得到滿意的解答是困難的。

維持地磁場的物理模式 不管地核內的動力來源如何，只要液核內存在徑向運動，由於處於深層的物質具有較小的角動量，內外層物質交換的結果，角動量守恆將使得外層轉動角速度變慢而內層變快。從與地球一起轉動的坐標系看，徑向運動受到科里奧利力的作用。這個力矩在自轉軸方向的分量是使內層和外層轉動速度發生變化的動力。為考察沿徑向的角速度差異的磁流體力學效應，將連續分布的角速度差異簡化為具有不同角速度的A和B兩層，外層A角速度為ωA，內層B角速度為ωB。設ωB>ωA,這稱為剛體液核模型。設液核中有原始的微弱磁場。考慮到星際磁場彌漫於整個星際空間，這種原始磁場的存在是有可能的。由於磁場的凍結效應，磁力線將隨地核一起運動。如圖1所示，原始磁場的磁力線將由於A、B兩層的差速轉動而被拉伸，形成沿繞緯圈方向的磁場。圖1a為相對運動從開始經過半周[[Image:]]到一周[[Image: ]]時磁力線被拉伸的過程。自然,隨著磁力線的伸長，磁力線反抗這種拉伸的張力也不斷增加。這種過程一再反復，直到磁力線張力所產生的恢復力矩與由於對流所產生的機械力矩（科里奧利力）相對平衡時，磁場成為如圖1b所示的形態，相對角速度也將維持一個穩定的常數。液核內形成如圖1b所示的磁場沒有徑向分量，磁力線完全位於同一個球面上，這種場稱為環型場。圖1b所示的環型場在南北半球方向相反。由上述兩個力矩的平衡可估計這種環型場的量級。考慮到磁場的凍結效應，傳統看法都認為核內將有很強的環型場,布拉德計算得到的環型場可高達500高斯。最近也有人對這種高強度的環型場的存在提出異議。由於環型場沒有徑向分量,不管它強度多大,對於我們感興趣的徑向分量很強的核外偶極場都不會有所貢獻。上述過程對外沒有電磁能的輸送。以上僅考慮了與徑向運動相應的差速轉動所產生的磁效應，而沒有考慮徑向運動本身的磁效應。與差速轉動相似，由於凍結效應，徑向運動與環型場相互作用又將環型場拖起或拉彎，形成如圖2所示的磁力線環。上述科里奧利力V=2r×(V×w),除有沿地球轉軸方向的力矩外（使得液核角速度改變）,還將有同轉軸方向垂直的分量,這個力矩將把磁力線環從緯度方向（圖1）扭轉到子午面內。對向上、向下的運動，所受力矩方向相反；同樣在南半球與北半球，這個力矩方向也相反。因此盡管對應於上、下運動的磁力線環方向相反，南北半球的線環方向也不同，但在這一力矩的作用下,子午面內的磁環將是同序的逆時針方向（圖3）。與環型場不同，被扭曲的磁場已經有了與初始微弱磁場同向的分量，這樣的元過程遍布液核各處，統計結果，有可能加強原始微弱磁場。上述過程稱為埃爾薩塞－帕克模型。除這個模型外，還有著名的布拉德-格爾曼-利利過程，它與埃爾薩塞模型有相似的物理圖像。無論是埃爾薩塞或布拉德模型都可通過求解線性磁流體力學方程，從數學理論上證明穩定發電機的存在。由此可知，即使是大大地簡化了的物理圖像，也涉及到地核中很復雜的過程。一般發電機過程將涉及地核中更為復雜的湍流運動，因此有人稱它為「湍流發電機」。

地磁場的倒轉屬於非穩態發電機的內容，至今還沒有如上述穩態發電機那樣全過程的描述。若液核中的對流渦旋運動受到擾動將有可能使磁場極性反轉。例如帕克曾證明，若液核中南北緯度25°之間的渦旋運動普遍消失，則地磁場將倒轉。也有人主張地磁場倒轉是非線性發電機過程的固有性質，即磁場和運動相互耦合，到一定程度線性發電機不再維持，非線性作用將有可能使地磁場倒轉。

無論穩態和非穩態發電機過程學說，目前都很不完善。關於地磁場起源問題仍處於研究階段。

參考資料：http://www.wiki.cn/w/index.php?title=%E5%9C%B0%E7%A3%81%E5%9C%BA%E8%B5%B7%E6%BA%90&redirect=no

❿ 地磁場是什麼時候出現的

在地球的周圍，有一些磁場，我們把它叫做地磁場。地磁場大約在34.5億年前已經形成。和地球上最早的生命大約形成於同一時間。地磁場就像在地球中心放了一個大的磁棒，其產生的磁偶極子所形成的磁場。地磁場有兩個極，S極和N極，分別位於北極和南極。從指南針的問世，人們已經籠統的知道了地球有南北極兩個對稱的磁場。然而地理位置上的南北兩極和兩個磁場相近卻不重合。

地磁場的磁廠強度有磁力線的方向和大小矢量。為了准確的確定地球上某一點的磁場強度，經常採用的測量方法有磁偏角、磁傾角和磁場強度三個要素。

地磁場也會被外界的擾動影響，所以他並不是孤立的。由於太陽風的磁場不斷的對地球的磁場施加作用，地球的磁場不斷的反抗去阻擋太陽風磁場的長驅直入。於是太陽風繞過地球磁場繼續向前行動，繼而出現了被太陽風包圍的地球磁場形成一個彗星撞的區域，就形成了我們所說的地磁層。

地磁層在距離地球表面600～1000公里的高空，磁層頂在距離地面5～7萬公里的磁層邊界處。地球磁力線因為受到太陽風的作用，在北向太陽的一面不斷的延伸，像一條常常的尾巴，我們通常把它叫做磁尾。

然而在近代，又有科學家指出，基本磁場、變化磁場和磁異常才是真正組成地磁場的三個部分。基本磁場是磁場主題的穩定磁場，在地磁場中約佔99%以上；地磁場近似偶幾場的特性也是由它決定的，接近地表時相對較強，遠離時則會弱一些。在過去，人們認為地球是一個大的磁鐵，所以周圍才會出現磁場。但是後來又發現在物質的居里溫度過高時磁鐵便會失去磁性。而鐵磁場的居里溫度為500～700攝氏度，地球中心部的溫度卻遠遠不止於此。所以地球是一個龐大磁性體的說法被推翻。現在流行的地磁起源說法是自激發電機假說，認為地磁場起源於地球外地核圈層。因為外地核的液態可能是一個導電的流體層，發生差異運動或者對流的可能性更大些，會使原來的弱磁場增強，進而導致磁場進一步增強。才形成現在說的基本磁場。而地球外部疊加在基本磁場上發生短期變化的磁場，我們就把它叫做變化磁場。僅佔地磁場不到1%的很小部分。太陽的輻射、太陽帶電粒子流和太陽黑子活動是變化磁場形成的主要因素。再地球的內部，一些具有磁性的礦石和岩石會引起磁場並疊加在基本磁場上，我們稱其為磁異常。

地球的磁場是在不斷變化著的，變化方式也是層出不窮。每一個地方的磁場方向、強度都會隨時發生變化，有可能會變小，甚至南北極發生大反轉也不無可能。地磁場是很復雜的，即便是在現今的科學，我們仍然無法預測出在遙遠的未來它會發生怎樣驚人的變化。