歷史上,第一個提出地磁場理論概念的是英華人吉爾伯特。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係,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。 科學家們已掌握了地磁場的分佈與變化規律,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。 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;第二類假說則獨闢蹊徑,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,一種分佈在地球內部,另一種分佈在地球表面,電荷隨地球旋轉,因而產生了磁場。這一假說能夠很自然地透過電與磁的關係解釋地磁場的成因。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,透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透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佈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,每個星球的磁場分佈狀況都很複雜,尚不能證明星球的旋轉與磁場之間存在著必然的依存關係。 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。
歷史上,第一個提出地磁場理論概念的是英華人吉爾伯特。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係,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。 科學家們已掌握了地磁場的分佈與變化規律,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。 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;第二類假說則獨闢蹊徑,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,一種分佈在地球內部,另一種分佈在地球表面,電荷隨地球旋轉,因而產生了磁場。這一假說能夠很自然地透過電與磁的關係解釋地磁場的成因。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,透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透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佈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,每個星球的磁場分佈狀況都很複雜,尚不能證明星球的旋轉與磁場之間存在著必然的依存關係。 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。