磁场的产生
产生极光的原因
产生极光的原因 安全工程学院地质B121 曹宇朋 201210064115 摘要:极光是南北极一种特有的发光现象,他的神秘瑰丽给人们留下无尽的憧憬和遐想,极光现象的产生往往伴随着大气与地磁场的相互作用以及太阳运动喷射出的高速带点粒子流与大气层的相互碰撞,作为频繁发生的自然现象,如何对其中的能量进行开发利用以及从中获利仍然是一个等待人们解决的问题。 关键词:极光;地磁场;太阳风;太阳风暴 1.什么是极光现象 在地球南北两极附近地区的高空，夜间常会出现灿烂美丽的光辉。它轻盈地飘荡，同时忽暗忽明，发出红的、蓝的、绿的、紫的光芒。这种壮丽动人的景象就叫做极光。极光多种多样，五彩缤纷，形状不一，绮丽无比，在自然界中还没有哪种现象能与之媲美。 2.从古至今人们对极光现象的探索 极光是怎么产生的呢？许多世纪以来，人们探索其成因的脚步一直都未停止，在中国有付宝看到天空中瑰丽壮观的极光儿怀孕生下黄帝轩辕氏的传说，在希腊神话中被神话成古希腊神泰坦的女儿。爱斯基摩人认为极光是鬼神引导死者灵魂上天堂的火炬，原住民则视极光为神灵现身，深信快速移动的极光会发出神灵在空中踏步的声音，将取走人的灵魂，留下厄 运。 随着时代的发展，人们试图用各种理论解释极光的 成因，但都不尽人意。 2.1本杰明·佛兰克林（Benjamin Franklin）的理论： 神奇的北极光是浓稠的带电粒子和极区强烈的雪和 其他的湿气作用造成的。但显然冰晶和湿气的折射带有 偶然性，无法完成这样伟大而频繁的工程。 2.2极光的电子来自太阳发射的光束图1美丽的极光 这是克利斯蒂安柏克兰在1900年提出的说法，她在实验室用真空室和磁化的地球模型，显示电子是如何被引导至极区。这个模型的问题包括本身缺乏在极区的极光、负电荷本身自行散射这些光束、而且仍然缺乏任何太空中的观测证据。 2.3破水桶理论： 极光是溢流出的辐射带，这是詹姆斯·范艾伦和工作伙伴大约在1962年首先提出的。他们指出在辐射带内获得的巨大能量很快就会在极光的漫射中耗尽。不久之后，很明显地，陷在辐射带内的都是高能的带正电离子，而在极光内几乎都是能量较低的电子。 2.4光是太阳风中的粒子被地球的场线引导至大气层顶端造成的 这适用于极光的尖点，但在尖点之外，太阳风没有直接的作用。另一方面，太阳风的能量主要都留驻在带正电的离子，电子只有0.5eV，而在尖点上会上升至50～100eV，这仍然远低于极光的能量。 3.极光现象的成因
地球磁场解读
地球磁场 众所周知，在地球上任何地方放一个小磁针，让其自由旋转，当其静止时，磁针的N极总指向地理北极，这是由于地球周围存在着磁场，称为地磁场。地磁场有大小和方向，所以是矢量场。地磁场分布广泛，从地核到空间磁层边缘处处存在。 根据磁场起源，地磁场分为内源场和外源场。起源于地球内部的磁场称为内源场，约占地球总磁场的95%。内源场主要来自地球的液态外核。外核是熔融的金属铁和镍，它们是电流的良导体，当地球旋转时，产生强大的电流，这些电流产生了地球磁场。地磁场总体像个沿地球旋转轴放置在地心的磁铁棒产生的磁场，它内源场的主要部分，也是地磁场的主要特征，占到总地磁场的80%~85%，称为偶极子场。内源场还有五个大尺度的非偶极子场，称为磁异常，分别为南大西洋磁异常，欧亚大陆磁异常，北非磁异常，大洋洲磁异常和北美磁异常，主要来源于地壳岩石产生的磁场。起源于地球外的磁场称为外源场，主要由太阳产生，它占了地球磁场的5%。
地磁场是个随时间变化的场，内源场引起的变化称为长期变化，有磁场倒转和地磁场向西飘移。地磁场每5000~50000年倒转一次，把与现在磁场方向相同的磁场称为正常磁场（磁场从南极附近出来，回到北极），把与现在磁场方向相反的称为倒转磁场，地质时期上出现了四个较大的倒转期，现在为布容正向期，往前有松山反向期，高斯正向期和吉尔伯特反向期。固体地球外部的各种电流体系引起的地磁场变化快，时间短，称为短期变化。短期变化又分为平静变化和扰动变化，其中平静变化包括太阳静日变化和太阴日变化，扰动变化包括磁暴、亚暴、钩扰、湾扰和地磁脉动。磁暴、钩扰、湾扰的发生与太阳活动有关，太阳活动高年，这些短期变化频繁发生，而且强度很大，变化剧烈。亚暴与极光有关。 地磁场能够反射粒子流，它把我们的地球包围起来，使我们免受高速太阳风的辐射和伤害，为我们提供了一个无形的屏障。 人们利用地磁场导航已经有四百年的历史了，现在发现鸽子，海滩，蝙蝠和乌龟等大量动物都用地球磁场来导航。
地球磁场
地球磁场 地球磁场 地球磁场言是偶极型的，近似于把一个磁铁棒 放到地球中心，使它的北极大体上对着南极而 产生的磁场形状，但并不与地理上的南北极重 合，存在磁偏角。当然，地球中心并没有磁铁 棒，而是通过电流在导电液体核中流动的发电 机效应产生磁场的。 简介 自然地球磁场图片 地球磁场The Earth magnetic field不是孤立的，它 受到外界扰动的影响，宇宙飞船就已经探测到太 阳风的存在。太阳风是从太阳日冕层向行星际空 间抛射出的高温高速低密度的粒子流，主要成分 是电离氢和电离氦。 因为太阳风是一种等离子体，所以它也有磁场， 太阳风磁场对地球磁场施加作用，好像要把地球 磁场从地球上吹走似的。尽管这样，地球磁场仍 有效地阻止了太阳风长驱直入。在地球磁场的反 抗下，太阳风绕过地球磁场，继续向前运动，于 是形成了一个被太阳风包围的、彗星状的地球磁场区域，这就是磁层。[1] 地球磁层位于距大气层顶600～1000公里高处，磁层的外边界叫磁层顶，离地面5～7万公里。在太阳风的压缩下，地球磁力线向背着太阳一面的空间延伸得很 远，形成一条长长的尾巴，称为磁尾。在磁赤 道附近，有一个特殊的界面，在界面两边，磁 力线突然改变方向，此界面称为中性片。中性 片上的磁场强度微乎其微，厚度大约有1000公 里。中性片将磁尾部分成两部分：北面的磁力 线向着地球，南面的磁力线离开地球。 地球磁场 1967年发现，在中性片两侧约10个地球半径 的范围里，充满了密度较大的等离子体，这一 区域称作等离子体片。当太阳活动剧烈时，等 离子片中的高能粒子增多，并且快速地沿磁力 线向地球极区沉降，于是便出现了千姿百态、 绚丽多彩的极光。由于太阳风以高速接近地球 磁场的边缘，便形成了一个无碰撞的地球弓形 激波的波阵面。波阵面与磁层顶之间的过渡区叫做磁鞘，厚度为3～4个地球半径。
地球磁场引力场的形成过程
地球磁场、引力场的形成过程 摘要：本论文说明了宇宙大爆炸后期，辐射球状的地球磁场、万有引力线场，形成闭合弯曲的过程。将爱因斯坦的广义弯曲力空，发展成一个真实的质量体系，为彻底解决万有引力问题，找到了质量、力学依据。使我们对宇宙的认识，更接近事实。 关键词：磁子力线；强力对接；缪性曲折；引力磁线。 在当前，对于磁子和由磁子形成的磁子力线，磁力线线场的认识，越来越趋向质量性。有很多的宇宙观察显示，磁子和磁子线场，很可能就是一种最基本的大质量性暗物质。由于磁线在结构上，所形成的线侧曲度平面，不具备反射光子的力点，所以光线无法反映出磁线的形状。这让我们无法从线侧看到磁线的存在。使磁线成为我们认识上的暗质量。 但是，由于磁线是由磁子强力链合而成的线性质量，具有基本的抗拉断性，可缪面曲折弯曲性，切割过程中的时开时合性，这使一定情况下的磁线，由于相对动量的不同，而可以具备完全不同的两种形式。当它相对地球卡动性进动的时侯，它就是地球的磁力线场、地磁场。当它相对地球完全静止的时侯，它就是地球的万有引力力线场。这种万有引力线是真实存在的，象地球的大气层一样，是地球表面质量体的外展延伸。它像空气和水一样具有真实质量性，是我们当前还不能认识的，一种宇宙性巨大数量基本物质。它的重要作用，是让星系、地球有了万有引力的可能性。 地磁力线场和万有引力磁子线场的的具体形成过程如下。
在宇宙大爆炸初期，由于夸克前子的强力对撞，而形成了地球最早期的磁子链线场，它的基本形态是球型外展放射状。 地球这种静态的、遥远伸展的放射形磁子力线场，在宇宙简单大粒子、质量链的撞击切割下，会产生磁线切割性、弯曲收缩拉动力，而对地球形成一个球面力矩，拉动地球，使原始地球第一次发生了旋转。地球自转的最开始，地球所属的所有磁子力线，都要被旋压向两极方向，而在两极形成两个巨型旋结。然后又向两极的远端向、开心型伸展。这时的地磁场，表现出顺两极向、带旋紧巨柱状。即旋柱体、端口展开形。(图14)
地球磁场大翻转
地球磁场大翻转
近日，科学家称地球磁场在过去 200 年中已减弱了 15%，这有可能是地球磁场将反转、 两极颠倒的先兆。地球磁极反转真的会发生吗？地球磁极异常对地球人有影响吗？[详 细] [网友评论]
外媒： 地球磁场或将反转 地球恐面临灾难性影响
地球磁场在过去 200 年中已减弱了 15% 据英国《每日邮报》网站 1 月 27 日报道，科学家称，地球磁场在过去 200 年中已减弱 了 15%，这有可能是地球磁场将反转、两极颠倒的先兆，而这将给地球及人类带来灾难性 影响。 科学家说，如果反转真的发生，地球将遭遇强烈太阳风并可能引发持续数月的大规模 停电。此外，反转还将导致地球气候发生剧烈变化，并使人类因遭受更多的宇宙辐射而患癌 率大幅提升。[详细] 为什么会出现磁场反转？ 地球是一个各圈层差异旋转的分层地球，即地壳、上地幔、下地幔、外核和 内核旋转的角速度不同，其中内核快速旋转，由固态的铁组成，外核是黏滞性很 低的导电液态铁；在差异旋转及各种天体的作用力下，在外核尤其是内外核交界 处形成快速旋转的环形电流，从而生成了地磁场。地核和地幔的差异旋转导致圈 层角动量交换，部分自转动能通过摩擦转变为热能，积累在外核，形成地球内部 唯一的液态圈层。与此同时，由于角动量交换，地核旋转变慢，地幔旋转变快， 圈层差异旋转方向发生反向变化，导致地球磁极倒转。所以，地磁变化与外核旋
转热涡流密切相关。根据人造卫星过去 20 年录得的磁场变化数据，发现在地下深 层产生地球引力的熔流，在接近南北极位置出现巨大旋涡，并以加强磁场逆转的 方向转动，因而削弱现有磁场，可能会导致两极易位。[详细]
调查
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1.您认为地球磁极会崩塌吗？ 会 不会 说不清 有影响， 引起气候、 地质等变化等 没
2.您认为地球磁极反转会对地球人造成影响吗？ 有影响，杞人忧天 点击查看结果>> 说不清
地球磁场本身异常是引起气候、地质等变化的重 要因素
地球磁极变化将产生什么影响？ 人们普遍忽视地电和地磁的存在，认为它们很微弱。事实并非如此。一个偶 然的机会，我发现一片树林明显地向北方倾斜，原来北部有平行的高压电线，电 磁能对树林而言竟比太阳光更具有吸引力。地磁场的异常变化使地表地电场也发 生变化，形成地电正异常区和负异常区。地表水从地电正异常区蒸发到高空，带 的是正电；从地电负异常区蒸发到高空，带的是负电。带有异种电荷的云团最容 易相互吸引而形成雷雨。相反，带有同种电荷的云团相互排斥，形成该地区的干 旱。冰岛、非洲中西部和南大西洋是三个负电异常区，它们之间的地区是明显的 干旱区，其中就有最干旱的撒哈拉沙漠；其两侧的北美洲和亚洲是正电异常区， 在正、负电异常的交界带，是高降水量区。当电磁异常区发生变动时，电场的强 度和极性也发生相应变化，由此引起的降水量改变导致全球旱涝灾害在不同地区 发生。 谈到地质变化，地磁地电还与地震有密切关系，现在地震观测的一个重要手 段就是对地磁(电)的监测。至于内在的机理，举个例子，携带大量磁性粒子的地下 岩浆因为失去地磁的束缚而改变流向和流速，流向的改变将使地球固有板块的运 动规律发生变化，而流速的降低将使岩浆自身的温度平衡机制遭到破坏，使地球 不同部位之间地温温差增大，这将会产生地震频率和强度的增加。 [详细] 磁场减弱将使南北两极海冰大量融化
地磁场及其基本要素
第一节地磁场及其基本要素 地磁场：地球周围存在的磁场。 地磁场三要素: 磁感应强度磁偏角磁倾角 磁感应强度 为某地点的磁力大小的绝对值，（磁场强度） 是一个具有方向（磁力线方向）和大小的矢量 一般在磁两极附近磁感应强度大（约为60μT（微特拉斯）；在磁赤道附近最小（约为30μT ） 磁偏角 是磁力线在水平面上的投影与地理正北方向之间形成的夹角，即磁子午线与地理子午线之间的夹角。 磁偏角的大小各处都不相同。在北半球，如果磁力线方向偏向正北方向以东称为东偏，偏向正北方向以西称为西偏。 我国东部地区磁偏角为西偏，甘肃酒泉以西地区为东偏。 磁轴与地球自转轴的夹角现在约为11.5度，1980年实测的磁北极位于北纬78.2度、西经102.9度（加拿大北部），磁南极位于南纬65.5度，东经139.4度（南极洲）。 长期观测证实，地磁极围绕地理极附近进行着缓慢的迁移。 磁倾角 是指磁针北端与水平面的交角。通常以磁针北端向下为正值，向上为负值。 地球表面磁倾角为零度的各点的连线称为地磁赤道；由地磁赤道到地磁北极，磁倾角由0°逐渐变为+90°；由地磁赤道到地磁南极，磁倾角由0°变成-90°。
地球的磁场强度矢量余地磁要素 地磁倾角 （二）地磁场的组成 地磁场由基本磁场、变化磁场和磁异常三个部分组成。在地球中心假定的磁柱被称为磁偶极子，由它产生的偶极子磁场占地磁场成分的95%以上，是构成稳定地磁场的主体，即地球的基本磁场。基本地磁场的强度在地表附近较强，向上在空气中逐渐减弱。说明它主要为地内因素所控制。 变化磁场 表现为日变化、年变化、多年(短周期或长周期)变化以及突发性变化 主要由于来自地球外部的带电粒子的作用（非偶极磁场，叠加在基本磁场上） 太阳是这些带电粒子流的主要来源，而当它的表面出现黑子、耀斑(活动特别强烈的区域)并正对着地球时，便会把大量带电的粒子抛向地球，使迭加在基本磁场上的变化磁场突然增强，使地磁场发生大混乱，出现磁暴。地球两极常在随后出现奇异的极光，这也是太阳抛射来的带电粒子流为地磁极吸引。 地球磁层 仪器探测证实了地磁场形成一个在高层大气之外，形状类似慧星的磁性包层，这就是地球磁层。 太阳风与地磁场相持不下所形成的曲面是磁层的边界，叫做磁层顶.在朝太阳的一侧，磁层顶离地心约有5万多到7万多km远；背着太阳的一侧，可能是这些数字的100倍以上。 磁层的形成，使地球磁场拦截了太阳辐射来的带电粒子，还有来自宇宙的射线，使它们
地球磁场
地球磁场言是偶极型的，近似于把一个磁铁棒放到地球中心，使它的北极大体上对着南极而产生的磁场形状，但并不与地理上的南北极重合，存在磁偏角。当然，地球中心并没有磁铁棒，而是通过电流在导电液体核中流动的发电机效应产生磁场的。 自燃地球磁场图片 地球磁场The Earth magnetic field不是孤立的，它受到外界扰动的影响，宇宙飞船就已经探测到太阳风的存在。太阳风是从太阳日冕层向行星际空间抛射出的高温高速低密度的粒子流，主要成分是电离氢和电
离氦。 因为太阳风是一种等离子体，所以它也有磁场，太阳风磁场对地球磁场施加作用，好像要把地球磁场从地球上吹走似的。尽管这样，地球磁场仍有效地阻止了太阳风长驱直入。在地球磁场的反抗下，太阳风绕过地球磁场，继续向前运动，于是形成了一个被太阳风包围的、彗星状的地球磁场区域，这就是磁层。[1] 地球磁层位于距大气层顶600～1000公里高处，磁层的外边界叫磁层顶，离地面5～7万公里。在太阳风的压缩下，地球磁力线向背着太阳一面的空间延伸得很远，形成一条长长的尾巴，称为磁尾。在磁赤道附近，有一个特殊的界面，在界面两边，磁力线突然改变方向，此界面称为中性片。中性片上的磁场强度微乎其微，厚度大约有1000公里。中性片将磁尾部分成两部分：北面的磁力线向着地球，南面的磁力线离开地球。 地球磁场 1967年发现，在中性片两侧约10个地球半径的范围里，充满了密
度较大的等离子体，这一区域称作等离子体片。当太阳活动剧烈时，等离子片中的高能粒子增多，并且快速地沿磁力线向地球极区沉降，于是便出现了千姿百态、绚丽多彩的极光。由于太阳风以高速接近地球磁场的边缘，便形成了一个无碰撞的地球弓形激波的波阵面。波阵面与磁层顶之间的过渡区叫做磁鞘，厚度为3～4个地球半径。 地球磁层是一个颇为复杂的问题，其中的物理机制有待于深入研究。磁层这一概念已从地球扩展到其他行星。甚至有人认为中子星和活动星系核也具有磁层特征。 2形成原因 通常物质所带的正电和负电是相等数量的，但由于地球核心物质受到的压力较大，温度也较高，约6000 地球磁场 °C，内部有大量的铁磁质元素，物质变成带电量不等的离子体，即原子中的电子克服原子核的引力，变成自由电子，加上由于地核中物质受着巨大的压力作用，自由电子趋于朝压力较低的地幔，使地核处于
地球磁场经常变化的原因
地球磁场经常变化的原因 地球磁场，简言之是偶极型的，近似于把一个磁铁棒放到地球中心，使它的北极大体 上对着南极而产生的磁场形状，但并不与地理上的南北极重合，存在磁偏角。当然，地球 中心并没有磁铁棒，而是通过电流在导电液体核中流动的电流的磁效应近似于电生磁产生 磁场的。 地球磁场 在地球45亿年的生命史中，地磁的方向已经在南北方向上反复反转了好几百次。 地球的磁场并非亘古不变，它的南北磁极曾经对换过位置，即地磁的北极变化成地磁 的南极，而地磁的南极变成了地磁的北极，这就是所谓的“磁极倒转”。 人们在世界各地记录当地的地磁场方向和强度;后来科学家们又发现在火山熔岩和大 陆与海底的地质沉积物当中，能够找到更加久远的历史上的地磁记录。所有这些数据都告 诉我们，地球磁场的空间分布非常复杂，反映了它的产生机制也非常复杂，决不是可以简 单地想象为由一根南北向的磁铁棒所发出的;而地磁场的方向与强度在漫长的历史当中随 着时间而发生的变迁，也是充满了未解之谜。 地球磁极变化的最激动人心一幕是“磁极倒转”事件。在地球演化史中，“磁极倒转”事件经常发生。仅在近450万年里，就可以分出四个磁场极性不同的时期。有两次和现在 基本一样的“正向期”，有两次和现在正好相反的“反向期”。而且，在每一个磁性时期里，有时还会发生短暂的磁极倒转现象。 地球磁场的这种磁极变化，同样存在于更古老的年代里。从大约6亿年前的前寒武纪 末期，到约5.4亿年前的中寒武世，是反向磁性为主的时期;从中寒武世到约3.8亿年前 的中泥盆世，是正向磁性为主的时期;中泥盆世到约0.7亿年前的白垩纪末，还是以正向 极性为主;白垩纪末至今，则是以反向极性为主。如果把地球的历史缩短成一天，在这期 间你会发现手上的指南针像疯了似的乱转，一会儿指南一会儿指北。 在电影《后天》中我们曾看到这样的镜头，群鸟迅速迁徙甚至一头撞向墙壁，大如拳 头的冰雹砸向四处躲避的人群。电影为我们真实地展示了地球磁场易位对人类的危害。 地球为什么有磁场?磁场又为什么会反转? 第一种解释:地球磁场变化可能与来自地下的低频辐射有关 虽然人类已经进入21世纪，科学改变了我们的生活，但科学却还没有征服自然，更 多的时候它只是在记录那些不可思议的事情是如何发生的。例如，未知的地下低频辐射。
地球的磁场及起源
地球的磁场及起源 摘要:本文对地磁场理论的确立,地磁场起源的探索做了回顾,并详细介绍了一种已被大多数人接受的地磁场起源的分析. 正文: 1.地球磁场理论确立 历史上，第一个提出地磁场理论概念的是英国人吉尔伯特。他在1600年提出一种论点，认为地球自身就是一个巨大的磁体，它的两极和地理两极相重合。这一理论确立了地磁场与地球的关系，指出地磁场的起因不应该在地球之外，而应在地球内部。1893年，数学家高斯在他的著作《地磁力的绝对强度》中，从地磁成因于地球内部这一假设出发，创立了描绘地磁场的数学方法，从而使地磁场的测量和起源研究都可以用数学理论来表示。但这仅仅是一种形式上的理论，并没有从本质上阐明地磁场的起源。 2.地磁场成因的一种解释 从地球具有的物质结构和运动方式来看，地球完全具备产生整体主磁场的条件，地球不仅能够产生电偶极性，而且地球内部电偶极性物质的运动也必然能够使地球产生和表现出磁场。 地球内部的电偶极性物质是什么呢？一方面，从物质的细微结构来看，物质是由原子构成的，每个原子都是一个内正外负的电偶极性球。另一方面，从地球物质的整体来看，也表现出电偶极性。 就单个的中性原子而言，不管整个原子相对于观测者是运动的还是静止的，只要核外电子的绕核旋转运动都是朝着一个方向，就能够使原子产生相对于观测者的磁场。按照传统观点的分析，对于一般的中性原子，由于核外电子绕核的旋转运动都不是朝着相同的方向，而是杂乱无章的无规则运动，所以单个的原子对外是不显磁性的。在核外电子无规则运动的情况下，不仅单个的原子对外不显磁性，由许多原子构成的质量较大的整个中性物体也不对外显示磁性。但是如果在一定的条件下当每个原子中的全部或者部分的核外电子都按照相同的方向绕核旋转运动时，形成一种环形电流，或者核外电子与原子核相对于观测者的非同步运动形成一种电流，如自转运动的地球在自身万有引力作用下在其内部形成的这种电流运动，就能够对外显示磁性。 与传统分析不同的是，当我们考虑到地心的万有引力作用时，电子绕核旋转表观上的无规则运动遵循着一定的统计规律，这对于我们认识地球物质磁场的起源是非常重要的。 地球物质是由原子组成的，原子是由原子核和位于原子核外的电子组成的。从单个原子的结构特征和运动状态来看，每个原子都是一个内正外负的电偶极子球，带负电的核外电子绕着带正电的原子核旋转。那么地球物质原子中的电子绕核旋转有没有某种规律性呢？按照万有引力起源于电性力的理论角度分析，地球上处于相同位置的电子和质子在相同的地球万有引力（电场力）作用下必然出现位置偏离或者分层现象，由于电子的质量比质子的质量小将会获得更大的加速度朝着地球质心的方向偏移，核外电子虽然在原子核的电场力作用下做
地球磁场南北颠倒之谜 (1)
地球磁场南北颠倒之谜 地球强大的磁场是保护人类免于遭受外太空各种致命辐射的生死屏障。然而日前，英美科学家发现，在过去的200年内，地球的磁场正在急剧地衰弱，科学家们预言，照这种速度发展下去，在未来的1000年内，地球磁场可能会完全消失，从而导致地球南北两极大翻转，地球生灵将面临前所未有的宇宙射线大灾难！ 地球磁极每隔25万年翻转一次 地球磁场消失、磁极逆转的后果可说是灾难性的。强大的太阳辐射将烘烤外大气层，导致地球气候的巨变。“在过去的几千万年中，地球的磁场消失过很多次——地球磁场消失是地球南北两极将要互相翻转的信号。”英国地质学家亚兰·托马斯教授讲道，“从前地球磁极大约每隔25万年翻转一次，自上一次磁极翻转以来，地球磁极已有100万年没有翻转了，下次地球磁极翻转，也许用不了等多长时间。”
近百年来，地球磁场开始变弱 据报道，100年来，科学家们一直关注着地球磁场强度的变化，通过数据对比，科学家们惊讶地发现地球磁场强度正在急剧地变弱。针对地球磁场强度变弱的原因，科学家们有不同的看法：一部分人认为这是地球磁极即将出现翻转的信号，另一部分人则认为这只是暂时的衰弱，几百年后地球磁场将会重新转强。 地球两极处磁场几近消失 然而不久前，巴黎地理学会的科学家高斯尔·胡洛特通过观测发现，在靠近地球两极的地方，地球磁场差不多已经完全消失，这是地球南北两极不久后将要出现大翻转的再清楚不过的信号。胡洛特称，在过去的20多年中，他一直通过人造卫星数据测量和研究地球的磁场变化。通过研究他发现，使地球产生磁场的地心熔铁在地球两极处形成了两个巨大的漩涡。这些旋转着的漩涡增生和扩散后产生的新磁场，将逐渐削弱和抵消原来的主磁场。这是地球极性产生翻转的第一步。 胡洛特称，一位美国科学家上周发表的一份科学报告支持了他的理论，这位美国科学家用电脑模拟程序研究得出的结果，同样证明了地球两极磁场消失是地球磁极将出现大翻转的危险前奏。
地球的磁场.
4 地球的磁场 4．1 地球磁场的基本特征和地磁要素 固体地球是一个磁性球体，有自身的磁场。根据地磁力线的特征，地球外磁场类似于偶极子磁场，即无限小基本磁铁的特征（图3-14a）。但其磁轴与地球自转轴并不重合，而是呈11.5°的偏离。地磁极的位置也不是固定的，它逐年发生一定的变化。例如磁北极的位置，1961年在74°54′N，101°W，位于北格陵兰附近地区。1975年已漂移到了76.06°N，100°W的位置。 地磁力线分布的空间称作地磁场，磁力线的分布情况可由磁针的理想空间状态表现出来（图3-14b）。由磁针指示的磁南、北极，为磁子午线方向，其与地理子午线之间的夹角称磁偏角（D）。磁针在地磁赤道上呈水平状态，由此向南或向北移动时，磁针都会发生倾斜，其与水平面之间的夹角称作磁倾角（I）。磁倾角的大小随纬度增加，到磁南极和磁北极时，磁针都会竖立起来。地磁场以代号F表示，它的强度单位为（A／m）。地磁场强度是一个矢量，可以分解为水平分量H和垂直分量Z。地磁场的状态则可用磁场强度F，磁偏角D和磁倾角I这三个要素来确定。 地磁场的偶极特征也取决于磁力线从一个磁极到另一个磁极的闭合特征。在地球表层，这一闭合结构形成了一个磁捕获系统，捕获了大气圈上层形成的带电粒子而构成一个环绕地球的宇宙射线带，称作范艾伦带。范艾伦带的影响范围可达离地面65000km以上。由大气层上部约100～150km处气体发光而形成的极光，就是范艾伦带中的气体分子受电磁扰动的产物。沿着范艾伦带，极光可以在不到1秒钟的时间内，从一个受扰动的极区于瞬间传到另一个扰动极区，因此极光的爆发在北极区和南极区几乎是同时发生的。
地球磁场正崩塌 癌症面临大爆发共5页文档
地球磁场正崩塌癌症面临大爆发地球深处，一个活动剧烈的熔岩核产生一个具有让地球抵御毁灭性太阳风能力的磁场。这个保护性区域延伸数千英里，直入太空，其磁性影响从全球通信、动物迁徙到天气模式等各个方面。但这个对地球生命具有重要意义的磁场在过去200年中减弱了15%。科学家称，这可能是地球两极将要翻转的迹象。 专家认为，地球两极目前正处在翻转的阶段，但他们不能确定何时发生。一旦翻转，地球生命将暴露在具有穿孔突破臭氧层能力的太阳风中。这将给人类带来毁灭性影响，会毁掉电网，从根本上改变地球气候，大幅提高患癌率。 地球磁场 英国利物浦大学地球、海洋与生态学教授理查德-霍姆表示：“这是一件非常严肃的事。你设想一下，要是你的电力供应瘫痪几个月，会造成什么样的后果。如果这段时间没有电，许多人就会无法正常工作。” 地球气候会彻底改变。事实上，丹麦科学家最近开展的一项研究表明，全球变暖直接和磁场而不是二氧化碳排放有关。研究人员指出，由于进入大气层的宇宙射线减少，地球正经历一个低云覆盖的自然周期。 地面辐射也会增加。专家估计，暴露在宇宙射线中的整体曝光率将翻一倍，这会明显增加癌症死亡率。研究人员预测，地球两极发生翻转期间，
每年将有10万人死于宇宙辐射水平的提高。英国伦敦大学学院马拉德空间科学实验室的科林-福西斯博士说：“辐射将比人造臭氧洞产生的多3到5倍。与此同时，这些臭氧洞还会变得比以前更大更长命。” 磁层是地球周围一个很大的区域，由地球磁场产生。它的存在意味着太阳风的带电粒子无法穿越磁力线，在地球附近偏离飞行轨道。各国空间机构现在正认真考虑这个威胁。2013年11月，作为“蜂群”任务的一部分，3艘航天器发射升空。该任务的目标是弄清楚地球磁场正在发生什么样的变化。科学家希望通过这个任务绘制出更好的地球磁场地图，帮助他们更好了解太空天气对卫星通讯和全球定位系统的影响。 福西斯表示：“我们对地球内部有个基本了解，但我们不知道的依然有很多。我们没有完全了解地球磁场是怎样产生的、它发生变化的原因以及发生这些变化的时间表等。”蜂群任务将提供当前的地球磁场地图。但科学家已用一个惊人来源——古老陶器发现地球磁场削弱的历史证据。 这些研究人员发现，这些古老容器可能扮演着磁场时间囊的角色。这是因为它们含有磁铁矿。古老陶器制成时，磁铁矿物质就会像罗盘针一样对准地球磁场。通过检查史前和现代的陶器，科学家发现地球磁场已在过去几个世纪内发生显著变化。他们发现，地球磁场正处在一个不稳定的持久状态中。磁场向北漂移，地球两极每隔几十万年发生翻转，所以指南针会指向南而不是北方。
地磁场与海洋环境磁场
第一章地磁场的构成 地磁场具有的磁场称为地磁场。地磁场近似于一个置于地心的偶极子的磁场。这是地磁场的最基本特性。这个偶极子的磁轴NmSm和地轴NS斜交一个角度thita0，thita0~=11.5°。在地理北极N附近的Nm称为地磁北极，在地理南极S附近的Sm极称为地磁南极。Nm与Sm 就是磁轴与地面的两个交点。应当指出，地磁北极Nm与地磁南极Sm是按地理位置说的。按磁性说偶极子的正极n与负极s应分别对应于地磁南极Sm与地磁北极Nm。 地磁场是一个弱磁场，在地面上的平均磁感应强度约为0.5x10-4T（特斯拉）。这是地磁场的有一个显著特点。在地磁学中，特斯拉这个单位太大，通常采用nT（纳特斯拉，简称纳特）为单位，1nT=10-9T 地磁场是由各种不同来源的磁场叠加构成的。按其性质，可把地磁场Bt区分为两大部分：一部分是主要来源于地球内部的稳定磁场B0t另一部分主要起源于地球外部变化磁场deltaBt。 变化磁场比稳定磁场弱得多，最大的变化也只占地磁场感应强度的2—4%。因此，稳定磁场是地磁场的主要部分。 运用一定的数学方法，可以吧稳定磁场和变化磁场划分为起源于地球内部和地球外部两部分： 起源于地球内部的稳定磁场，称为地磁场的內源场，站地球磁感应强度的99%以上。起源于地球外部的稳定磁场，称为地球外源场，只占地磁场感应强度的1%以下。由此可见地球的稳定磁场主要起源于地球内部。 外源变化磁场起源于地球外部的各种电流体系。这种外部电流体系的磁场还会在具有导电性质的地球内部感应出一个内部电流体系，后者就是产生内源变化磁场的原因。可见，内源变化磁场只是外源变化磁场的感应磁场。因此，变化磁场的起源是地球外部的各种电流体系。 地心偶极子磁场等效于均匀磁化球体的磁场。一般认为，地核（外核）物质的对流运动所形成的涡流电流是地心偶极子磁场的成因。精确的地磁测量表明，各地磁要素在地面上的分布，在相当广的地域内并不符合地心偶极子磁场的分布规律，二者之间存在较为显著的差异。从世界正常磁场地磁图中减去按地心偶极子磁场计算出来的地面各磁点数值，这种差值即为非偶极子磁场，也称为大陆磁场、大陆磁异常或剩余磁场。非偶极子磁场的成因还不清楚，一般认为，在地核和地幔边界附近可能存在着物质的对流运动，并形成涡流电流，从而产生非偶极子磁场。人造地球卫星高空磁测结果表明，非偶极子磁场随高度的增加衰减很慢，这是非偶极子磁场可能起源于地球深部的一个依据，异常磁场又可分为两类区域异常，是地壳深部岩层的磁化所产生的磁场，一般分布范围较广（几十平方千米以上），磁场梯度较小，磁异常较弱；另一种称作局部异常或地方异常，是地壳浅部岩层（包括矿物）的磁化所产生的磁场，一般分布范围较小（几或几十平方千米）磁场梯度较大，磁异常较强。 由于偶极子磁场和非偶极子磁场是地磁场的主要成分，并且二者的起源很可能有密切关系，所以在地磁学中把二者之和称为基本磁场Bn 因此，地球的基本磁场是起源于地球内部并构成地磁场主要成分的稳定磁场，其变化极为缓慢，称为地磁场的长期变化。地球的变化磁场则是起源于地球外部而叠加在基本磁场之上的各种短期的地磁场变化
地球磁场的作用
地球磁场的作用 2010-04-17 18:03:27来自: yes girl (武汉) 有效地阻止了太阳风长驱直入，形成磁层 产生极光 行军、航海利用地磁场对指南针的作用来定向 人们还可以根据地磁场在地面上分布的特征寻找矿藏 影响无线电波的传播 （with太阳黑子）远距离通讯 从太阳发出的强大的带电粒子流（太阳风），会受到地磁场的作用发生偏转而偏离地球 维持地球的大气成份 生命的存在（地球“保护伞”--宇宙射线） 如果人体长期顺着地磁的南北方向可使人体器官细胞有序化,产生生物磁化效应,使生物电得到加强,器官机能得到调整和增进,从而起到了良好的作用 在自然界，任何物质都是由分子、原子组成的，包括人，不论它们的内部结构如何，原子和分子的电子在其轨道上运动和自旋运动。按照现代量子力学理论，每个带电粒子周围都有一层由它自 己不断发射又不断回收的虚电子云，一直延伸到无限远。当其中某个虚光子被其他粒子吸收时，就 实现了这两个粒子之间的电磁相互作用。几乎所有实物都能带电，有的能形成内部循环电流，有的 电荷只在物体的表面，但都能表现出由分子、原子产生的磁性，都能对磁场产生影响，因此，也可 以说所有实物都有磁性。但大多数物质的磁性都非常弱，只有少数物质，如铁、镍、钴和某些合金 磁性才较强，也有一类物质产生微弱排斥，为抗磁性物质。 介质受外磁场作用而磁化，产生磁化电流，此电流又激发一附加磁场。 自然界有一部分物质，如铁、镍、钴和某些合金等，它的磁场强度其值可达数量级以上。在原子内，几乎所有电子的自旋磁矩取同向排列，因而，使原子呈现磁性。物质中有许多小磁畴，磁 化已达到了饱和状态，这种物质叫铁磁质，也叫强磁质。被磁化后，介质附近有很强的磁性。 有一部分物质，在外磁场的作用下，磁矩取外磁场方向排列的分子占优势，各分子的磁效应不再完全抵消，介质内部磁化强度M不为零，产生了附加磁场，于是，介质呈现宏观磁性，但是 弱磁性。 还有一部分物质，在外磁场的作用下，产生一个附加磁矩,其方向总是与外磁场方向相反，起着抵消外磁场的作用，介质呈现着宏观的抗磁性,表现为排斥性。 磁场的产生有两个途径，一个是由磁性物质激发磁介质，使磁介质磁化而产生的磁场和磁性； 另一个是由电流或运动电荷激发磁场和物质的磁性。 人与有磁性的物质接触或相接近，人就会受到磁场的作用。 对神经系统的作用: 对磁场作用最敏感的是神经系统，而其中又以丘脑下部和大脑皮质最为敏感。磁场对动物条件反射活动主要是抑制作用，脑电图表现为大脑个别部位慢波和锤形波数目增加，在行为中伴有抑制 过程占优势。在磁场作用后观察动物脑髓的超微结构，发现神经细胞体的膜结构、突触和线粒体有 变化，而轴突的结构较稳定。
地球科学概论
⑴太阳（恒星）所在的星系叫银河系，银河系以外的星系叫河外星系。 ⑵太阳大气中有73种元素，以氢、氦最多，氢占太阳总质量71％，氦占26.5％。 ⑶太阳大气圈从内向外分为三层：光球层、色球层、日冕。光球层常称为太阳表面，其平均温度约为5500℃，中心温度可高达1.55 ×107 ℃。色球和日冕只有在全日蚀时用特殊仪器才能观测到。黑子是光球层温度较低的巨大旋涡状气流。耀斑是色球层中温度较高的亮点。⑷太阳系八大行星，按它们与太阳的距离由近到远分别为：水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。体积最大的是木星，卫星数最多的是土星。⑸类地行星：包括水星、金星、地球、火星。⑹类木行星：包括木星、土星、天王星、海王星。 ⑺彗星由彗核、彗发和彗尾三部分组成。 二⑴地球内部的主要物理性质①密度②磁性③重力④地压⑤地热⑥放射性⑦电性⑧弹性主要的物理性质：重力：重力系指在地表某处所受地心引力和该处的地球自转所产生的离心力的合力； 地表某点的重力强度相当于该点的重力加速度,赤道最小,两极最大。 在地球内部，重力因深度不同。由于地球内部的惯性离心力变得更加微弱，故地球内部的重力可简单地看成引力。地球大体上是一个由均质同心球层组成的球体在这样的球体内部，影响重力大小的不是地球的总质量，而只是所在深度以下的质量。如质点位于地下2885km深处的核-幔界面上时，对质点具有引力的只是地核，而地壳和地幔对质点的引力因其呈圈层状而正好相互抵消。根据上述原理，利用地球内部的密度分布规律，便可求出地球内部不同深部的重力值。从地表到地下2885km的核-幔界面，重力值大体上随深度而增加，但变化不大，在2885km处达到极大值。这是因为地壳、地幔的密度低，而地核的密度高，以致质量减小对重力的影响比距离减小的影响要小一些。从2885km到地心处，由于质量逐渐减为0，重力从极大值迅速减为。 磁场（地球周围存在着磁场称为地磁场）：地磁场由基本磁场，变化磁场和磁异常三部分组成。磁异常：实测地磁要素值大于正常值为正异常；小于正常值为负异常。地磁三要素：磁偏角、磁倾角、磁场强度。密度地球的密度随深度增加而呈不均匀的阶梯状加大。 ⑵地球内部圈层的划分 划分依据：地震波 地壳：地壳是固体地球最外一圈。地壳由固体岩石组成，厚度变化大,大陆地壳较厚，平均33Km，最厚的地方是我国的青藏高原，达73km。而海洋较薄，约6-8km，平均约6km。整个地壳平均厚度约16Km。地壳的下界为莫霍面。分为：大陆地壳；大洋地壳 地幔：地幔位于莫霍面与古登堡面之间，厚度约 2850km，占地球总体积的82.3%，总质量占地球总质量的 67.8%，是地球的主体部分，密度大致3.0－5.0g/cm3。分两部分：上地幔；下地幔。 地核：地核位于古登堡面之下，其厚度为3473Km（半径）。其体积占地球总体积的 16.3％，总质量占地球总质量的 31.3%，密度大致 9.98－12.5g/cm3。 地核分为：外核（2900-4170km），地震波经过古登堡面后，纵波速度骤减，横波消失，为液态；过渡层（4170-5155km），为液态与固态的过渡状态；内核（5155-地心），横波出现，为固态。 ⑶莫霍面-是划分地壳和地幔的界面。深度不一,大陆最深可达60km，大洋最 浅不足5km,是第一个主要的地震波不连续面。 古登堡面-是划分地幔与地核的界面。深 2898km，是第二个主要的地震波不连续面。 ⑶地球外部圈层的划分 大气圈大气圈自地表向外依次分为：对流层、平流层、中间层、热层、散逸层。对流层主要特征： 1）温度随高度增加而降低；2）空气具有强烈的对流运动；3）气象要素水平分布不均匀；4）对流层受人类活动影响最显著 水圈由海洋、湖泊、河流等地表水，岩石和土壤中的地下水，以及冰川等组成的一个基本连续的圈层。 生物圈是地球上有生物（动物、植物、微生物）生存和活动的范围所构成的一个连续圈层。生物分布很广，在大气圈10km高空，地壳3km深处，以及深海底部都有生物存在。软流圈与岩石圈 四⑴地质年代：是地球上各种地质事件发生的时代，包含两方面的含义：其一是指各地质事件发生的先后顺序，称为相对地质年代；其二是指各地质事件。发生的距今年龄，由于主要是运用同位素技术测定的，称为同位素地质年龄。 ⑵相对地质年代和同位素地质年代分别是根据什么方法得到的？ 答：相对地质年代的确定高根据下列三大定律：①地层层序律：地层形成时的原始产状一般是水平的或近水平的，并且总是先形成的老地层在下面，后形成的新地层覆盖在上面，这种正常的地层叠置关系就是地层层序律。 ②化石层序律：不同时代的地层中具有不同的古生物化石组合，相同时代的地 层中具有相同或相似的古生物化石组合；古生物化石组合的形态、结构越简单，则地层的时代越老，反之越新。 ③地质体之间的切割律：较新的地质体总是切割或穿插较老的地质体，或者说 切割者新，被切者老。利用地质体之间的相互穿插、截切关系确定地质的相对地质年代。同位素地质年代的确定：利用放射性同位素的衰变规律来测定。 ⑶地质年代中有哪些宙、代和纪？宙和代的同位素年龄范围是多少？各宙和 代有哪些主要的生物特征？ 答： 宙 年龄范围生物特征 冥古 宙 距今46亿 -40亿年 目前所知不 多 太古 宙 距今40亿 -25亿年 有大量岩石 记录，极原 始的菌藻类 元古 宙 距今25亿 -5.42亿年 岩石记录十 分普遍，生 物主要为各 种原始的菌 藻类及少量 海绵动物、 水母及蠕虫
地磁场产生机理
摘要：本文主要依据磁现象的电本质，通过论述大地环电流的形成机理，解释了地磁场形成的原因和特点，进而证明了磁北极指向地理南极的真正原因。 关键词：大地环电流地磁场 一、前言 人们早已知道，地震前夕地磁场方向会发生突变，偏转角可达数度。对于巨大的地球而言，地震的深度不大，范围很小。它表明地磁场产生的原因在地壳中，不在地壳内的地幔和地核中。 磁现象的电本质告诉我们，一切磁现象产生于电荷运动（即电流）。这里所指的电荷运动是物质净电荷的运动。也就是单性电荷的定向移动，或等离子体的异性电荷在电场中反向运动，而不是等离子体异性电荷同时同向运动。这一观点也可以用来解释地球的电磁现象。 二、大地环电流的形成 太阳和月球对地球大洋海水中的正负离子和地幔离子态熔岩中的正负离子的电磁引力，使正负离子同时同向运动不能形成电流。太阳和月球对地壳中自由电子的电磁引力，一方面使自由电子跟随太阳和月球逆地球自转方向移动，使地球的向阳面带负电，背阳面带正电，并且逆地球自转方向移动。负电荷的移动速度为V公-V自，正电荷移动的速度为V公+V自，产生相当正电荷以2V自逆地球自转方向移动的效果，形成电流i1。另一方面，地球为球形导体，在同一经度线上，
小。因此，地球公转轨道平面处聚集的自由电子最多，电势最低。向两极自由电子聚集量逐渐减少，电势逐渐升高。它使自由电子从公转轨道平面处向两极移动，产生相当于正电荷沿经向向地球公转轨道平面移动的效果，形成电流i 2，i 1与i 2的合电流为i。从局部观测，大地电流i 的大小与方向是紊乱的。表现为在地面的不同地区观测，大地电流i 的大小和方向是变化的；在同一地区的不同方位观测，大地电流i 的大小和方向也是变化的。这使人类难以把大地电流与地磁联系起来，统一起来。但是，从整体上进行分析，大地电流i 是有规律的，它们的合电流I 是平行地球公转轨道平面逆地球自转方向流动的环形电流，称为大地环电流，如图示： 大地环电流示意图 三、大地环电流产生地磁场 I
中学地理科普-地球磁场形成及其作用
地球的隐形防护衣 --地球磁场 陈清敏 近期科幻电影《流浪地球》霸榜刷屏，热度不减。电影里，“流浪地球计划”的前提是让地球停止自转。可是停止自转的地球真的可以去流浪吗？您可知道，倘若地球真的停止自转，他可能就要失去他的隐形防护衣，那就是地球磁场。 地球自身就是一个巨大的磁体，周围空间分布着磁场。当下，地球磁极与地理极是不完全重合的，地磁北极处于地理南极附近，而地磁南极处于地理北极附近。人们很早就开始利用磁场，中国古代发明的指南针就是其中一例。候鸟迁徙也是靠地球磁场导航。地球磁场的存在，它不仅仅为我们指明方向，更重要的是它保护了地球，让我们免受宇宙射线的冲击。 宇宙中有着强烈的辐射，太阳内部时时刻刻都在进行剧烈活动,喷发大量高能带电粒子,这些粒子形成“太阳风”, 当太阳风射向地球时，地球的磁场就会引导这些带电粒子发生偏转，让粒子绕过磁场圈，不到达地表,从而保护了地球上的生物免受其害，就好像给地球穿上了一件隐形的金钟罩铁布衫。我们来做一个模拟实验，这道绿色的光模拟了太阳风中的带电粒子，我拿这块磁铁模拟地球磁场，当磁场靠近时，带电粒子发生了偏转。
另有一部分高能带电粒子,它们的运动方向恰好沿着地球两极上空的磁感线,接近地球,使空气分子受到激发,发出色彩绚丽的光芒。人们常常看到的极光就是这样来的。 我们对地球磁场存在的原因并不是非常清楚和确定，目前被支持最多的一种假说是“发电机学说”：因为地球内核转得比液态外核快，而带电液体在流动时产生稳恒的电流，形成地球磁场。如果地球自转停止，地球磁场有可能会突然消失。 人类最近四五十年才能够借助相关仪器精确观测地球磁场，科学家通过不同年代形成的岩石的剩余磁性来判断当时地球磁场的强度和方向，发现地球磁场其实是在不断变化的。地磁两极曾发生多次倒转，地球磁场强度时强时弱。 近年来对于地球磁场倒转和消失的猜想造成的恐慌很多。“地球磁场反转”曾是2012年“世界末日”的传闻之一。地球磁场倒转是一种地质事件，是一个以万年作为时间尺度的过程，对于人类来说，这种倒转则是个渐变的过程，至少在我们有生之年不会造成危害。 如果我们将来真的要带着地球去流浪，那么地球磁场为何会减弱？何时会发生磁极倒转？对人类有什么影响？将是我们必须回答的问题。关于地球磁场的探秘，仍在继续，期待您的参与。