爲什麼地球會有磁場 地球上爲什麼有磁場
導語:磁場是一種既看不見也摸不着的特殊的物質,也是客觀存在的,具有波粒的輻射特性。大家都知道,地球是有磁場的,那麼,大家清楚爲什麼地球會有磁場?地球上爲什麼有磁場?今天小編就爲大家分享一下,感興趣的朋友們可以來好好看看。
爲什麼地球會有磁場
地球
由於地核的體積極大,溫度和壓力又相對較高,地球核心物質受到的壓力較大,溫度也較高,約6000°C,內部有大量的鐵磁質元素,物質變成帶電量不等的離子體。
通常物質所帶的正電和負電是相等數量的,自由電子加上由於地核中物質受着巨大的壓力作用,自由電子趨於朝壓力較低的地幔,使地核處於帶正電狀態,地幔附近處於帶負電狀態,情況就象是一個巨大的“原子”。使地層的導電率極高,使得電流就如同存在於沒有電阻的線圈中,可以永不消失地在其中流動,這使地球形成了一個磁場強度較穩定的南北磁極。
另外,電子的分佈位置並不是固定不變的,並會因許多的因素影響下會發生變化,再加上太陽和月亮 的引力作用,地核的自轉與地殼和地幔並不同步,這會產生一強大的交變電磁場,地球磁場的南北磁極因而發生一種低速運動,造成地球的南北磁極翻轉。
地球圖片
地球磁場的產生
磁場的存在是地球的重要屬性之一。早在17世紀初,人們就已經知道地球上存在着巨大的磁場。人們也很早就開始利用磁場,中國古代發明的指南針就是一例。
對於地球磁場的產生,古時曾流傳着它來自北極星的神話。隨着近代科學技術的發展,人們對地球磁場的觀測不斷增多,對地球結構的研究不斷深入,先後出現了許多學說,試圖解釋地球磁場的產生,但並沒有一個定論。有人認爲地球內部有一個巨大永磁體並導致地球磁場產生;有人認爲地球內部有巨大的電流而導致強大電磁場形成;還有人認爲,是地球內部放射性物質所產生的熱量造成地球內部溫差從而產生了電流並形成磁場;除此之外,關於地球磁場的學說還有旋磁效應、霍爾效應、電磁感應等。但以上這些假說,沒有一種能夠充分解釋地球磁場的存在。
帶電粒子在地球磁場中形成
內外兩個甜甜圈似的輻射帶
20世紀40年代發展起來的“發電機學說”,到目前爲止,可以大致解釋地球磁場各種已知的特點,在觀察、實驗和理論研究中都取得了較多的證據,受到越來越多的人的支持,這也是目前研究和應用較多的地球磁場學說。發電機學說認爲,地球內部的導電液體在流動時產生穩恆的電流,這種電流的作用形成了地球磁場。
20世紀90年代以來,地球物理學家用計算和模擬的方法證明,當地球內核轉得比液態外核快,那麼經過幾千年就可形成相對穩定的磁場,而在一定時期之後,其極性又可以反轉。不過,地球內部結構複雜,影響地球磁場的因素又很多,因此這個假說仍然需要進一步的觀測和實驗研究。並且,這個假說存在兩個難題:一是磁流體“發電機”的能量從哪兒來;其次,這個假說需要有一個初始的磁場,而初始磁場是怎樣形成的呢?
這些成爲了懸而未決的地球物理學重大難題。
地球圖
在宇宙中並不是所有的行星都擁有磁場
比如地球的鄰居火星就沒有磁場的存在,這也是火星無法成爲一顆宜居星球的重要原因之一,也有科學家認爲很久以前的火星是存在磁場的,只是後來不知因爲什麼,導致了火星磁場的消失。所幸的是,我們的地球擁有穩定的磁場,而磁場對於地球生命的存在和發展具有重要的意義,可以說,磁場就是地球生命的保護層。
地球位於太陽系的宜居帶之內,與太陽保持着不遠不近的適宜距離,然而在這個距離上,地球也要面對來自太陽的風險,那就是太陽風,太陽風的本質是一種離子流,如果太陽風直接吹拂地球大氣,就會將地球大氣吹散,失去了大氣層,液態水就會蒸發逃逸,強烈的紫外線照射也會讓地球生命失去生存的空間。
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