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1 # 文史大世界
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2 # 深空電報
地球磁場的物理本質是電生磁效應,即地球內部的電流產生了地球磁場。地球內部怎麼還會有電流呢,難道地球還有電嗎?
其實,地球本身是不帶電的,其總體的正電荷與負電荷是相等的,但地球的區域性卻因電荷分佈不均勻而帶上了電。在地球內部,尤其是地核位置,其壓力大,溫度也非常高,因此地核處的鐵原子變成了等離子體。這是因為鐵原子的電子獲得了足夠的能量,脫離了原子核的束縛,變成了自由電子,可以到處亂跑了。
此外,地核的壓力大於地幔的壓力,也就是說,地核的物質都一個挨著一個,擠得要命,而地幔則相對比較寬鬆。在這種情況下,你說那些自由電子會往哪裡跑?沒錯,它們更喜歡往地幔跑,地幔也因此帶上了負電,而相應的,地核就帶上了正電。而且,從整體上看,地幔還因為地球的自轉而繞地核旋轉,這樣,外側的負電荷繞著中心的正電荷旋轉,地球實際上變成了一個巨大的“原子”,而電流也在地幔中流動,這就產生了地球磁場。
如果學習過電磁學的內容,我們還可以透過右手螺旋定則來判斷一下地球磁場的方向。由於地球內部的電流是由於負電荷的運動而產生的,其電流方向與負電荷運動方向相反,從北極方向看,就是順時針方向,用右手一比劃,發現地球內部的磁場是從北向南的,而地球外部的磁場則反了一個方向,變成了由南指向北。
地球磁場的原因是因為地核在流動,只要地核流動,它就會產生磁場,我們根本就感受不到它,可是在南極北極就能知道它的存在,這時很多人就已經知道了,說的是極光,可是為什麼會有極光呢?就是因為太陽吹出的太陽風經過地球時,地球的磁場,把太陽風引向南極北極,所以在南極北極才能看到極光,如果沒有磁場,那麼太陽風就會把水和空氣吹走,沒有了水和空氣,生物必定活不下去,所以如果沒有地球的磁場,我們就完蛋了。