地球磁场
什么是地球磁场
什么是地球磁场最近，很多人在关注地球磁场，如何正确理解地球磁场，是一个值得思考的话题。
本文旨在介绍地球磁场的重要性及其相关知识，以帮助读者更好地了解这一现象。
一、地球磁场是什么？地球磁场是一种宇宙中大小不一的磁场，由某种外力形成。
它包括由地球内部流动的电子场及其由这些电子场产生的磁场。
大气层、发电厂、电线等都可以改变地球磁场，他们可以影响人们每日对地球磁场变化的感知，例如，最近大家把取暖器称为“磁场正能量”。
二、地球磁场的研究地球磁场的研究已经发展出多种不同的研究方法，例如，二维变量研究，它试图分析地球磁场强度的可能变化，并预测其可能受到外在影响的范围。
除此之外，对地球磁场的测量也是一项重要工作。
行星研究者们通过对地球磁场的变化趋势及其特点进行分析，帮助科学家们分析出相应的原因，以便后续的进一步研究。
三、地球磁场的意义地球磁场的变化有着深远的环境和后果。
由于地球磁场变化会影响信息传播及能源的利用，因此对地球磁场的研究对于人类的发展是非常重要的。
（1）地球磁场影响电子仪器的发展地球磁场变化会影响电流和电磁场，而电子仪器如GPS、电视信号和超微处理器则受到磁场变化的普遍影响，因此地球磁场研究对于促进仪器设备的发展是十分重要的。
（2）磁场变化会对潮汐影响地球磁场发生变化，能造成大范围的潮汐变化，这会极大地影响海洋生物，以及人类当地的渔捕等。
因此，充分考虑到磁场的变化，并采取科学的措施去应对这一现象，对人类的成长有着极大的作用。
（3）磁场变化引起的短期地震地球磁场的变化有时会导致3-15秒的震级为0.5的短期地震，通常被称为“磁场震”，其影响力远比以往认为的要小，但仍能造成一定的影响，比如有风险认识性和谨慎性。
四、总结总而言之，地球磁场是一个重要现象，它会影响我们的生活很多方面。
地球磁场变化会影响信息传输、能源利用，甚至对潮汐的变化都有较大影响，它不仅可以帮助我们了解地球及其周围宇宙中的变化，还具有重要意义。
地球磁场简介
地球磁场简介地球磁场，是指地球固有的磁场环绕整个地球的大气层。
它是地球自身外部大气层中的一部分，具有巨大的影响力和重要的地质学意义。
本文将简要介绍地球磁场的形成原理、结构特征以及其对地球生命和导航系统的重要性。
一、地球磁场的形成原理地球磁场的形成主要与地球内部的物理过程密切相关。
目前认为，地球磁场的主要形成原理可以归结为“地球发电机效应”。
具体而言，地球内部的液态外核和固态内核之间发生的对流和自转运动，以及地球自转产生的科里奥利力，共同作用下使得地球磁场得以维持。
液态外核通过电流环流产生磁场，形成地球的主磁场，而固态内核由于其高导电性质，可产生额外的磁场增长。
二、地球磁场的结构特征地球磁场的结构呈现出复杂而多样的特征。
一般来说，地球磁场可以分为地心磁场和地壳磁场。
地心磁场主要来源于地球内部液态外核产生的磁场，具有全球性和稳定性。
而地壳磁场则是地壳中磁性物质产生的磁场，其强度和方向有较大的变化。
地壳磁场的变动往往受到地壳构造和岩石磁性特征的影响，存在较强的地域性。
三、地球磁场的重要性地球磁场对地球和人类具有重要的意义。
1. 生命起源保护：地球磁场能够很好地抵挡来自太阳的带电粒子流，形成一个磁屏障，使地球上的生命得以保护。
这种保护作用对维持地球生物多样性和镀金健康都至关重要。
2. 导航系统依赖：地球磁场为导航系统的运作提供了基础。
现代航海、航空以及卫星导航系统都依赖地球磁场的信息来确定位置和导航方向。
因此，地球磁场对于人类航行和探索具有不可替代的作用。
3. 环境变化研究：地球磁场中的变化可以反映出地球内部和外部环境变化的信息。
地球磁场可以用来研究地震、火山活动、板块运动等地球动力学过程，以及太阳活动、宇宙射线等与地球相互作用的过程。
4. 地质学探索：地球磁场的测量和研究对于地质学家来说是一种重要的工具和手段。
地球磁场可以用来探测地下矿产资源、构造演化历史、地壳变形等地质学问题，对于研究地球深部结构和地球演化过程具有重要的科学价值。
地球物理学中的地磁场研究与应用
地球物理学中的地磁场研究与应用地球磁场是指地球周围的一个强烈的磁场，它是由地球内部的液态金属外核的运动所产生的。
地球磁场不仅对地球自身的生命环境产生了重要影响，而且对于人类的许多科技应用也起到了不可或缺的作用。
本文主要介绍地球物理学中地磁场的研究和应用。
一、地球磁场研究的重要性地球磁场的研究可以为我们揭示地球内部结构和演化历史提供重要线索。
例如，通过观测地球磁场的变化可以揭示地球内部不同层次的物质运动情况，了解地球的热成像动力学流体力学，以及揭示其冷却过程和热传递机制。
同时，地球磁场的研究还能够为我们的日常生活、导航、通信和卫星运作等提供必须的帮助。
二、地球磁场的测量方法目前，测量地球磁场主要有三种方法：第一种是使用磁力计来测量地球磁场的强度和方向，这种方法的精度较高，但只能在相对静止的情况下使用；第二种是地基测量方法，通过在地面上布设磁力计或磁变仪网络，来获得地球磁场的大范围的分布情况和变化趋势；第三种是使用卫星测量方法，通过在卫星上安装磁力计，来测量地球磁场的全球分布和变化。
三、地球磁场的应用1. 导航定位地磁场与地球的自转轴存在一定的倾斜角度（大约11.5度），这导致了地球不同地区的地磁场方向不同。
现代导航系统使用地磁场可以为用户提供高精度的导航信息和定位服务。
例如，英国国防部开发的欧洲卫星导航系统（Galileo）就采用了地磁定位技术。
2. 空间天气预报地球磁场的变化能够影响地球上空的电离层和磁层，从而会引发太阳风暴和地球磁暴等现象。
这些现象会对通讯、电力网络和卫星系统等产生干扰和破坏。
因此，研究地球磁场的变化可以帮助我们更好地预测和应对这些影响，提高人类的生产和生活质量。
3. 研究地球磁极漂移地球磁极是指地球磁场的两个极点，它们之间的连线大致与地球自转轴平行。
然而，地球磁极不是固定不变的，它会随着时间的推移，发生漂移和变化。
这种漂移和变化会对人类活动产生特定的影响，例如，地球磁极的漂移会影响飞机和火车的导航和定向，同时也会影响洛阳当地的矿区和矿产检测。
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。
将地磁场比作偶极子磁场的说法中，隐含着地磁场是永久不变的这一假定。
但实际上不仅磁极在不断发生摆动，从发现地磁场以来，人们还逐渐发现了磁偏角在几十到几百年内，大致沿着纬线方向平稳地向西移动，这一性质被称作地磁场的向西漂移。
大气层的保护神：地球磁场
1.引言地球是我们赖以生存的家园，而地球的大气层则起着至关重要的保护作用。
除了阻挡太阳辐射和宇宙射线之外，地球还有一个无形的保护神——地球磁场。
本文将深入探讨地球磁场的作用、形成机制以及对人类和地球环境的重要意义。
2.地球磁场的定义与特征地球磁场是指地球周围存在的一个磁场，由地球内部的液态外核产生。
地球磁场在整个地球表面都存在，其强度和方向在不同地点有所变化。
通常情况下，地球磁场的强度约为25到65微特斯拉，方向指向地理北极附近的地磁南极。
3.地球磁场的形成机制地球磁场的形成与地球内部的运动有着密切关系。
地球内部有一个由铁和镍组成的液态外核，这个外核随着地球自转而形成旋涡状的运动。
这种运动产生了电流，从而形成了一个巨大的磁场，即地球磁场。
4.地球磁场的作用地球磁场对于维持地球生态系统和人类生存环境至关重要。
以下是几个地球磁场的主要作用：4.1.阻挡太阳风和宇宙射线地球磁场能够阻挡太阳风和宇宙射线进入地球大气层。
太阳风是由太阳释放的带电粒子流，如果没有地球磁场的保护，这些带电粒子会直接撞击地球表面，对生物和电子设备造成严重危害。
宇宙射线则是来自宇宙深处的高能粒子，也会对生物产生负面影响。
4.2.维持稳定的气候地球磁场还能够保护地球大气层免受太阳辐射的破坏。
太阳辐射是地球上所有生命所需要的能量来源，但过量的太阳辐射会导致气候剧烈变化，影响生态平衡。
地球磁场通过调节太阳辐射的强度和分布，使得地球气候保持相对稳定。
4.3.导航和定位地球磁场对于导航和定位系统也具有重要意义。
地球磁场可以用作指南针的基准，帮助人类在陆地、海洋和空中进行导航。
此外，地球磁场还能够帮助科学家确定地球上不同地点的准确位置。
5.地球磁场的重要意义地球磁场的重要性不仅体现在对人类的保护上，还与地球的生命演化和生态系统的稳定息息相关。
以下是地球磁场的几个重要意义：5.1.生物保护地球磁场能够为地球上的生物提供一个相对稳定和安全的环境。
1第一章 地球的磁场
0.3809 0.3390 0.2556 0.2659 0.2798 0.3122 0.3388 0.3389 0.3390 0.3552 0.3445 0.3640 0.1995 0.3642 0.4020 0.3827
0.2369 0.2323 0.4865 0.4721 0.4552 0.4165 0.3565 0.3420 0.3608 0.3152 0.3290 0.2743 0.5700 0.2576 -0.1100 0.2266
分量 Z。T 在 XOY 平面上的分量 H 称为水平分量。H
指向磁北，其延长线即是磁子午线。我们规定，各分量
与相应坐标轴的正向一致时为正，反之为负。磁子午线
(磁北)与地理子午线(地理北)的夹角称为磁偏角，以 D
表示。H 偏东时 D 为正，反之为负。T 与 XOY 平面的
夹角称为磁倾角，以 I 表示。T 下倾时 I 为正，反之为
由-10000nT 增加到 56000nT。（5）总场强度由南到北，变化值为 41000nT 至 60000nT。 根据我国 1980 年编制的中国地磁图，列举我国各地的地磁要素值，见表 1-1-1。
表 1-1-1 我国各地地磁要素
分量
D
分量
场
H
Z
值
(105nT) (105nT)
I
场
H
Z
值
(105nT) (105nT)
− 5o59' − 4o48' − 4o14' − 4o28' − 2o34' − 1o 46' − 1o 21' 2o37' − 2o36' − 1o 20' − 1o00' − 1o 25' − 0o14' − 3o54' − 3o07' − 2o26'
地球磁场
地磁场对生物活动的影响 像海龟、鲸鱼、候鸟等众多迁徙动物均能走南闯北， 像海龟、鲸鱼、候鸟等众多迁徙动物均能走南闯北，每年 可旅行几千公里，中途往往还要经过汪洋大海， 可旅行几千公里，中途往往还要经过汪洋大海，但是还能 测定精确的位置。科学家们发现， 测定精确的位置。科学家们发现，这些生物大脑内有磁性 物质， 物质，能通过地球磁场和太阳及其他星体的位置来辨别方 但对于迁徙中的海龟来说，仅有“方向感”是不够的， 向。但对于迁徙中的海龟来说，仅有“方向感”是不够的， 它们可能还有一张“地图” 用于明确自己的地理位置， 它们可能还有一张“地图”，用于明确自己的地理位置， 最终到达某个特定的目的地。 最终到达某个特定的目的地。美国北卡罗来纳大学查珀尔 希尔分校的肯洛曼研究小组发现， 希尔分校的肯洛曼研究小组发现，绿海龟对不同地理位置 间的地磁场强度、方向的差别十分“敏感” 间的地磁场强度、方向的差别十分“敏感”，它们能通过 地磁场为自己绘制一张地图。 地磁场为自己绘制一张地图。 信鸽能在遥远的地方飞回而不迷失方向， 信鸽能在遥远的地方飞回而不迷失方向，也是由于地磁的 帮助
地磁场曾经多次翻转
科学家们通过对海底熔岩的研究发现， 科学家们通过对海底熔岩的研究发现，地球的磁场曾经发生 过多次翻转。火上爆发产生炽热的岩浆 岩浆中含有数以万计的矿物 过多次翻转。火上爆发产生炽热的岩浆中含有数以万计的矿物 就好像一个个“小指南针” 当岩浆冷却下来后， 质，就好像一个个“小指南针”。当岩浆冷却下来后，这些 指南针”也被固定住不再发生变化。这样， 南北极” “指南针”也被固定住不再发生变化。这样，其“南北极”的 指向就记录了当时地球磁场的方向。研究表明， 指向就记录了当时地球磁场的方向。研究表明，地球磁场平均 万年翻转一次， 万年前。 每50万年翻转一次，而最近一次的翻转发生在 万年前。 万年翻转一次 而最近一次的翻转发生在78万年前 最近150年，地磁场正在持续的衰减，地球磁场将在下个千 最近 年 地磁场正在持续的衰减， 年的某些时候彻底消失。 年的某些时候彻底消失。 科学家指出，存在于地核周围的铁流体（熔融体） 科学家指出，存在于地核周围的铁流体（熔融体）好像一 发动机” 不停地将巨大的机械能转化成为电磁能， 部“发动机”，不停地将巨大的机械能转化成为电磁能，从而 形成了地磁场。而铁流体有时会形成巨大的漩涡， 形成了地磁场。而铁流体有时会形成巨大的漩涡，迫使自己的 流向发生变化，这就引起了地球磁场的改变。 流向发生变化，这就引起了地球磁场的改变。地磁场的两极倒 转是一个极其漫长的过程，大约需要 年才能完成。 转是一个极其漫长的过程，大约需要5000到7000年才能完成。 到 年才能完成
地球磁场产生原理
地球磁场产生原理
地球磁场是由地核内部生成的磁场。
它是地球表面上可观察到的
外部磁场，可以影响地球上运动的粒子，包括电子、离子和其它物质。
地球表面的磁场强度约为0.3-0.6微特斯拉（即1百万分之一特斯拉），大小和方向随着地球方位的变化而变化。
地球磁场向宇宙中的
太阳风放出等离子体，形成太阳风的影响范围超过地球到太空的毫米数。
地球磁场产生原理主要有三种：
(1) 旋转磁流模式：它认为地球内部构成了一个巨大的磁流圈，
随着地球转动，磁流圈也会随之旋转，从而在地球表面产生磁场。
(2) 内部模式：它认为地球内部有各种不同密度、不同温度和不
同组成的熔融金属液体，熔融金属液体中存在弱磁性，且熔融金属液
体流动受内部热量影响，从而产生磁场。
(3) 磁云模式：它指的是地球磁场的外部原因，它认为宇宙中存
在着磁性气体，以磁性气体为媒介，把太阳系内来自太阳的磁场辐射
转化为地球磁场。
此外，太阳风在太空中拥有一个很大的磁场，也有
可能向地球传输磁场信息。
以上三种原理可以说都能够解释地球磁场的形成，但也要说明它
们并不是绝对的，地球磁场的形成还有其它因素，如地核的组成、地
球内部的热量结构、地球磁极的运动变化等等。
因此，地球磁场的形
成可能不完全是由以上原理所解释的，也可能是受多种因素影响形成的。
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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。
编辑本段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°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，使地核处于带正电状态，地幔附近处于带负电状态，情况就象是一个巨大的“原子”。
科学家相信，由于地核的体积极大，温度和压力又相对较高，使地层的导电率极高，使得电流就如同存在于没有电阻的线圈中，可以永不消失地在其中流动，这使地球形成了一个磁场强度较稳定的南北磁极。
另外，电子的分布位置并不是固定不变的，并会因许多的因素影响下会发生变化，再加上太阳和月亮的引力作用，地核的自转与地壳和地幔并不同步，这会产生一强大的交变电磁场，地球磁场的南北磁极因而发生一种低速运动，造成地球的南北磁极翻转。
太阳和木星亦具有很强的磁场，其中木星的磁场强度是地球磁场的20至40倍。
太阳和木星上的元素主要是氢和少量的氦、氧等这类较轻的元素，与地球不同，其内部并没有大量的铁磁质元素，那么，太阳和木星的磁场为何比地球还强呢？木星内部的温度约为30000°C左右，压力也比地球内部高的多，太阳内部的压力、温度还要更高。
这使太阳和木星内部产生更加广阔的电子壳层，再加上木星的自转速度较快，其自转一周的时间约10小时，故此其磁场强度自然也要比地球高的多。
事实上，如果天体的内部温度够高，则天体的磁场强度与其内部是否含有铁、钴、镍等铁磁质元素无关。
由于太阳、木星内部的压力、温度远高于地球，因此，太阳、木星上的磁场要比地球磁场强的多。
而火星、水星的磁场比地球磁场弱，则说明火星、水星内部的压力、温度远低于地球。
关于地球磁场的形成原因，一种关于地球磁场成因的假说认为：地球磁场的形成原因和其它行星的磁场的形成原因是类似的，地球或其它行星由于某种原因而带上了电荷或者导致各个圈层间电荷分布不均匀。
这些电荷由于随行星的自转而做圆周运动，由于运动的电荷就是电流，电流必然产生磁场。
这个产生的磁场就是行星的磁场，地球的磁场也是类似的原因产生的。
这个假说和各个行星磁场的有无和强弱现象符合的非常完美。
倒转原因根据地磁场起源理论，地磁场磁极之所以发生倒转，是由地核自转角速度发生变化而引起的。
地壳和地核的自转速度是不同步的，现阶段地核的自转速度大于地壳的自转速度。
然而，40亿年前，情况却不是这样，那时地球表面呈熔融状态，月球也刚刚被俘获，地球从里到外的自转速度是一致的，地球表面不存在磁场。
但是，随着地球向月球传输角动量，地球的自转角速度越来越小。
同时，地球也渐渐形成了地壳、地幔和地核三层结构。
地球自转角动量的变化首先反映在地壳上，出现了地壳自转速度小于地核自转速度的情形。
这时，在地球表面第一次可以感受到磁场的存在，地核以大于地壳的自转速度形成了地磁场。
按照左手定则，磁场的N极在地理南极附近，磁场的S极在地理北极附近。
地壳与地核自转角速度不同步，这种情形并不能长久地保持下去，地核必然通过地幔软流层物质向地壳传输角动量，其结果是地核的自转角速度逐渐减小，地壳的自转角速度逐渐增大。
当地壳与地核的自转角速度此增彼减而最终一致时，地磁场就会在地球表面消失。
地核与地壳间的角动量传输并不会到此为止，在惯性的作用下，地壳的自转角速度还在继续增大，地核的自转角速度继续减小，于是出现了地壳自转角速度大于地核自转角速度的情形。
这时，在地球表面就会感受到来自地核逆地球自转方向的旋转质量场效应。
按照左手定则判断，新形成的地磁场的N极在地理北极附近，S极在地理南极附近。
从较长的时期看，整个地球的自转速度处在减速状态，但地壳与地核间的相对速度却是呈周期性变化的，这就是每隔一段时间地球磁场就要发生一次倒转的原因。
据测定，地磁场发生倒转前有明显的预兆，地球的磁场强度减弱直至为零，随后，约需一万年的光景，磁场强度才缓缓恢复，但是，磁场方向却完全相反。
地球磁场强度有逐渐减弱的趋势，在过去的4000年中，北美洲的磁场强度已减弱了50%，这说明地核相对地壳的速度差正在缩小。
值得说明的是，无论地球表面测得的地磁场方向如何发生变化，但是，在太空中地磁场的方向却始终是不变的。
因为在太空中测得的地磁场，是整个地球自转产生的旋转质量场效应，并不会因为地壳与地核相对速度的改变而发生变化。
根据左手定则，在太空中测得的地磁场的N方向始终在地理南极上空。
在电磁感应效应中，通电导体产生的磁场强度与电流强度成正比，即与导体内“定向移动”的自由电子数目成正比。
而每个电子的自旋角动量又是恒定的，所以磁场强度实际上是与所有电子的自旋角动量之和成正比。
同理，宏观物体产生的磁场强度，也应与旋转质量场的角动量成正比，即与物体的质量和自旋角速度成正比，与质量场的旋转半径（观测点到物体质心的距离）成反比。
用公式表示为：H = f mω/r = f 0 m / T r (f 0为常数，T为自转周期，r为旋转质量场半径）根据这一公式，在地球表面测得的磁场强度H，只与地核的质量成正比，角速度ω的取值为地壳与地核自转角速度之差，r为地球的半径（地磁场强度为5×10-5特斯拉）。
而地球在太空中形成的空间磁场，其磁场强度与整个地球的质量成正比，与地球的自转角速度成正比（近似值），与观测点到地球中心的距离成反比。
因此，在近地球的宇宙空间，地球所形成的空间磁场强度大于地表的磁场强度。
空间磁场的最大特点是磁极恒定，不会像地球表面磁场那样发生磁极倒转现象。
起源关于地球磁场的来源，早期历史上曾有来自北极星的传说，但是到公元17世纪初就已经认识到地球本身就是一个巨大的磁体，不过当时仍不清楚地球磁场是怎样产生的。
随着科学的发展，对于地球磁场观测和地球结构的研究不断增多和深入，对地球磁场的来源先后提出了10多种学说。
这里按照历史的先后对一些各有一定根据或设想的地球磁场来源学说作简单介绍：⑴永磁体学说，是最早提出的一种学说，认为地球内部存在巨大的永磁体，由这永磁体产生地球磁场。
这是一个永磁场的假说，地球起源于一块巨大的磁体.19世纪末，著名物理学家居里夫人发现磁石的物理特性，就是当磁石加热到一定温度时，原来的磁性就会消失.正好可以证明地球在诞生之初只是一块超大的磁石，他吸引附近带铁、钴、镍元素的小行星.陨石和磁石，因为某种原因产生的高温使这块磁石的磁力消失而变成了电磁铁中间的磁芯..因为这块磁芯没有固定所以会发生磁极颠倒，牛顿发现的地球引力其实就是磁力当然这些还需要科学家的验证……按照“居里点”的的结论地球内部不能有一个永磁体，但是并不代表它最初不是一块永磁体⑵内部电流学说，认为地球内部存在巨大的电流，形成巨大电磁体产生地球磁场，但是既未观测到这种巨大电流，而且巨大电流也会很快衰减，不会长期存在。
⑶电荷旋转学说（公元1900年，简写作1900），认为地球表面和内部分别分布着符号相反、数量相等的电荷，由地球自转而形成闭合电流，由此电流产生磁场，但这学说缺乏理论和实验基础。
⑷压电效应学说（1929），认为在地球内部物质在超高压力下使物质中的电荷分离，电子在这样的电场中运动而产生电流和磁场。
但理论计算出这样的磁场仅有地磁场的约千分之一（10-3）。
⑸旋磁效应学说（1933），认为地球内的强磁物质旋转可以产生地球磁场，但这种旋磁效应产生的磁场只有地球磁场的大约千亿分之一（10-11）。
⑹温差电效应学说（1939），认为地球内部的放射性物质产生的热量，使熔融物质发生连续的不均匀对流，这样产生温差电动势和电流，由此电流产生地球磁场，但理论估计也同地球磁场不符合。
⑺发电机学说（1946－1947），认为是地球内部的导电液体在流动时产生稳恒的电流，由这电流产生地球磁场。
⑻旋转体效应学说（1947），是根据少数天体观测得到的经验规律，认为具有角动量的旋转物体都会产生磁矩，因而产生磁场。
这一学说需要使用一无科学根据的常数，5年后又被提出这一学说的科学家根据精密的实验结果加以否定了。
⑼磁力线扭结学说（1950），认为在地球磁场磁力线的张力特性和地核的较差自转，会使原始微弱的地球磁场放大，由此产生地球磁场。
⑽霍尔效应学说（1954），认为在地球内部由于温度不均匀产生的温差电流和原始微弱磁场的同时使用下，会由霍尔效应产生霍尔电动势和霍尔电流，由此产生地球磁场。
⑾电磁感应学说（1956），认为由太阳的强烈磁活动通过带电粒子的太阳风到达地球后，会通过地球内部的电磁感应和整流作用产生地球内部的电流，由此产生地球磁场。
在这些学说中，只有发电机学说（又称磁流体发电机学说）在观测、实验和理论研究上得到较多的证认，是研究和应用较多的地球磁场学说。
磁场变化由于地壳板块运动错位移动，地磁场会缓慢发生变动。