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1 # 壯哉ZXZ
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2 # 講科學堂
地球的磁場是由其內部熔岩流動引起的。由於地球內部的熔岩成分主要是鐵和一些其他的金屬元素,在對流和地球自轉的影響下流動,產生電流,並生成磁場。這就是所謂的“發電機效應”。
圖:地磁產生示意圖
地磁的南、北極與地理南北極是不重合的。它們之間有一個11°的夾角。
圖:紅色虛線是磁極、藍色是自轉軸
地磁對地球上的生命是十分重要的,它可以阻擋太陽風和宇宙高能輻射對地球生態的破壞。沒有了地磁的保護,太陽風會帶走地球的大氣層,就象火星那樣。
在上世紀20年代,日本科學家在研究古代火山岩時就發現,這些岩石的磁極方向與預想的不一樣,在當時並沒有引起重視。在二戰後的幾十年,由於證據被發現得越來越多,人們終於意識到地球的磁極會發生翻轉。這些翻轉的證據都被保留在那個時代形成的岩石之中。
圖:黑色部分與現代磁極方向相同,白色相反
研究發現,磁極反轉似乎沒有什麼規律,有時會穩定5千萬年,有時幾萬年就發生了翻轉。最近一次發生在78萬年以前。翻轉的過程會伴隨著磁場強度的減弱。科學家發現,在過去150年,地球的磁場強度減弱了10%~15%,磁北極正在從加拿大北部向西伯利亞方向漂移,在上世紀初,大約每年漂移10千米,在2003年上升到40千米。這可能預示著又一次翻轉即將來臨。
但磁極的變化可能是長時間的,不穩定的。幾十年間的測試結果並不能代表一定會發生翻轉。但也有研究結果指出,磁極的翻轉可以在100年內完成。
地球磁極的變化是由地球熔岩流動方向的變化引起的,磁極變化不會影響地球的自轉軸的指向。也就是說,地理南、北極的方向並不會受到地磁南、北極的影響。翻轉後怎麼稱呼磁場南、北極,需不需要更名與地理南北極保持一致呢?筆者認為沒有這個必要。只需要記住兩者相反就行了。
不會,地磁翻轉是一個漸變的過程,我的理解是:地球磁場逐漸減弱,直到消失,然後再以相反的方向逐漸出現,直到達到最大值,然後迴圈往復。