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  • 1 # 探索揭秘

    中國著名的四大發明之一的指南針,它是利用地球磁場來辨別方向的。那麼,地球為什麼會有磁場呢?聽我娓娓道來。

    關於地球磁場的問題爭論,經歷了一個漫長的過程,假設、論證和再假設的過程。首先,我們要知道地球的內部結構,地球分為地殼、地幔、地核,地核又分為外核和核心,主要由鐵和鎳兩種金屬元素組成。起初,科學家認為地球的磁場是由地核本身金屬元素產生的,這被稱為鐵磁體假說。但是隨著科學的不斷進步,皮埃爾-居里先生在實驗中發現了居里溫度,其含義就是任何物質將其加熱到居里溫度,其磁性就會消失。鐵、鎳等金屬的居里溫度為700℃,而地核內部的溫度高達4000℃,所以這個假說不成立。

    20世紀的時候,科學家又提出了電荷旋轉假說。提出者認為地球上存在等量的兩種電荷,一種在地球內部,一種在地表。隨著地球自轉,產生環繞地球電流,地球的磁場由該電流激發產生。但是隨著研究的不斷深入,發現了這個假說的缺陷。就是這個假說無法解釋地球磁場的無規律變換。事實上,地球的磁場一直在不停的變換,甚至歷史上還出現過磁極翻轉的情況。由於電荷旋轉假說無法解釋地球磁場的無規則變換,所以這個假說也被推翻了。

    直到1958年,日本的地磁學家力武常次在發電機假說的基礎上提出了雙圓盤耦合發電機模型,才解釋了地球磁場的刑場和變化的原因。該假說認為,地球的地幔和地核之間的液態的外核物質會形成對流,構成一個巨大的發電機,地磁場就是由這個發電機發出的電流激發的。我們可以把對流的物質看做是旋轉的圓盤,在這兩個圓盤之間就會產生兩股方向相反的電流,同時激發出兩個極性相反的磁場。由於兩個圓盤旋轉的快慢不同,各自的旋轉速度也在不斷變化。其中一個強度更大的磁場在電磁耦合效應的作用下,這個方向的磁場就會不斷增強放大,最終就形成了現在的地球磁場,它會隨著外核物質的對流的變化而發生變化。這個假說得到了大多數科學家的認同。

    地球的磁場是地球上所有生物賴以生存的屏障,它可以抵擋太陽風暴和宇宙的強電磁輻射,保護著地球上所有的生物。我們應該慶幸,若是沒有地球磁場,也就不會我們人類的存在。

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