地磁场的奥秘

地球是一块巨大的磁铁。它周围空间的磁场叫做地磁场。自从古代中国人发明了指南针，人们就知道地球在北极和南极有对称的磁场。几千年来，人们已经习惯了这种磁场的存在，很少有人对这种现象做深入的研究。最近，一个日本研究小组成功地用超级计算机模拟了地磁场。然而，观察表明，自19世纪以来，地球磁场强度已经下降了约10%。所以有人认为地磁场会在1000年后消失。有些人还认为，近年来地球磁场强度的下降是暂时的，很快就会变成强度的增加。因此，人们有不同的意见。什么是地磁场？它对地球上的生命有什么影响？

一、地磁场的极位

根据科学家的研究，地球磁极的大致位置是:地磁南极在南极洲威尔克斯附近，东经140度，南纬67度；地磁北极位于北美帕里群岛附近，西经100度，北纬76度。因此，地磁北极和南极与地理北极和南极不一致。科学家还发现，地磁磁极的地理位置不是固定的，而是缓慢变化的。

第二，地磁场的起源

地球有磁场的原因还不清楚，一般认为是由地核中液态铁的流动引起的。最具代表性的假说是“发生器理论”。1945年，根据磁流体发电机的原理，物理学家埃尔莎瑟认为，当液体外核在初始弱磁场中运动时，它像磁流体发电机一样产生电流，电流的磁场加强了原来的弱磁场，从而使外核物质与磁场相互作用，原来的弱磁场不断加强。由于摩擦热的消耗，磁场增加到一定程度并稳定下来，形成当前的地磁场。

还有一个假设是铁磁性将在770℃(居里温度)时完全消失。在地层深处的高温条件下，铁将达到并超过其自身的熔点，呈现液态，永远不会形成地球磁场。应用“磁性现象的电学性质”来解释，即根据物理学研究的结果，物质在高温高压下，其原子的核外电子会加速并向外逃逸。因此，在6000千米的高温和360万个大气压的环境下，大量的电子将从地核中逃逸，在地幔之间将形成一个负层。根据麦克斯韦的电磁理论:电产生磁，磁产生电。因此，要形成地球南极和北极的磁场，就必须形成旋转电场，地球的旋转将不可避免地导致地幔负层旋转，即旋转负电场，由此产生磁场。

三、地磁场对生物活动的影响

许多迁徙动物，如海龟、鲸鱼、候鸟等，可以从一个地方旅行到另一个地方，一年旅行几千公里，经常穿过浩瀚的大海，但它们也能确定确切的位置。科学家发现，海龟可以通过地球磁场以及太阳和其他恒星的位置来辨别方向。然而，迁徙中的海龟仅有“方向感”是不够的。他们也可能有一张“地图”来阐明他们的地理位置，并最终到达一个特定的目的地。北卡罗来纳大学教堂山分校的肯·洛曼研究小组发现，绿海龟对不同地理位置之间地磁场强度和方向的差异非常“敏感”。他们可以通过地磁场为自己画一张地图。

多亏了地磁的帮助，鸽子可以飞回到遥远的地方而不会迷失方向。

4.地磁场对地球生物的保护

地磁场并不强大，但它对地球上的所有生命都非常重要。例如，在地球的北极和南极附近，或者在高纬度地区，有时在晚上人们可以看到一个神奇的、明亮的、美丽的彩色光带——极光。当太阳辐射的带电粒子进入地磁场时，在地磁场的作用下，有害的带电粒子沿着地磁场的磁感应线做螺旋运动，最终落入地球两极以上的大气中，导致大气中的分子电离发光，形成极光。

因此，这个“超级巨大”的地磁场为地球形成了一个“防护罩”，减少了宇宙射线从太空的入侵，从而使地球上的生物得以生存和生长。没有这个保护罩，外来宇宙射线将杀死所有最初出现在地球上的生命幼苗，并且不能在地球上繁殖。

五、地磁场反演的奥秘

1906年，当法国科学家在法国西玛夫中部山区检查溶解的岩石时，他们发现那里的岩石具有与地磁场方向相反的磁性。后来，这样的发现继续增加。随着研究的深入，人们终于确信地磁场的方向并不总是相同的。近年来，许多地质学家一致认为，在过去的7600万年里，地磁场至少倒转了171次。因为许多国家从地质调查中发现了地磁倒转的证据。此外，自1830年首次测量以来，地球的主要地磁场已经减弱了近10%。这比能量源丢失时磁场的自然衰减快20倍！下一次地磁逆转会到来吗？是什么导致了地磁场的逆转？我们期待在不久的将来解开这个谜。

六、地球磁极的变化和消失有什么影响

地磁转换对人类和所有生物都是灾难性的。地磁场消失后，来自太阳的各种射线将到达地球表面，地球上的生物将失去“保护伞”，并受到强辐射的伤害。其他科学家认为，地磁场的变化将导致染色体畸变，并导致植物和动物变异和生长。因此，地球磁极的变化是人类面临的最大威胁。地磁真的会消失吗？