地球磁場異動

地表上的地球磁場強度並不均勻，強度因地理位置而有所變化：從0.3高斯（南美地區和南非）到0.6高斯（加拿大的磁北極附近，澳大利亞南部和一部分西伯利亞地區）。北極磁場正在移轉當中，根據計算，北極磁場正以年速64公里左右的速度向俄羅斯移動。

基本介紹

• 中文名：地球磁場異動
• 外文名：Earth's magnetic field transaction
• 釋義：地球磁場強度不均勻
• 現狀：向俄羅斯移動
• 實質：強度因地理位置而有所變化

拼音

dì qiú cí chǎnɡ yì dònɡ

英文

Earth's magnetic field transaction

簡介

地球磁場是由海洋運動產生。海水裡的鹽分具有導電性，這就意味著它在運動時產生了電流和磁場。磁場移動的速度其實相當緩慢，不過最新一次的移動是百年來最戲劇化的一次，磁場從1904起，每年向東北方移動14公里左右，不過從2007開始，磁場開始向俄羅斯西伯利亞的方向「狂奔」，年速在64公里上下。

概述

北極磁場正在移轉當中，根據計算，北極磁場正以年速64公里左右的速度向俄羅斯移動，雖然此移轉對我們的生活並無太大影響，不過卻嚴重地影響到北極以南5600多公里的佛州坦帕國際機場（Tampa International Airport）：為了因應移動中的北極磁場，他們必須暫時關閉部份地帶，以重劃機場跑道。

雖然北極磁場慢慢地在移動當中，但遠在佛羅里達的飛機有可能因此被甩出跑道，因指南針也正被影響當中；坦帕國際機場於四（6日）重劃跑道，以免磁場搗亂了飛行軌道。

南北極是由地球內外核的運動所造成的，不過詳細過程目前仍然是個謎。兩極磁場持續在變動當中，每年會移動幾度，但過去從來沒導致這樣大的影響；專家表示，磁場的移位對每個地區的影響不一，雖然坦帕機場的跑道必須重劃，但不表示所有的機場都立即需要做出同樣措施。

美國聯邦航空管理局（FAA）表示，機師的方位絕對不能有偏差，導航的圖表以及跑道的指示是依造經度、緯度還有兩極磁場所劃定的。

地球磁場

即把地球視為一個磁偶極子（magnetic dipole），其中一極位在地理北極附近，另一極位在地理南極附近，這兩級所產生的球體磁場即為地球磁場。通過這兩個磁極的假想直線（磁軸）與地球的自轉軸大約成11.3度的傾斜。地球磁場的成因或許可以由發電機原理解釋。地球的磁場向太空伸出數萬公里形成地球磁圈(magnetosphere)。

磁極的位置

磁北極

(2001) 81.3°N, 110.8°W
(2004 估計) 82.3°N, 113.4°W
(2005 估計) 82.7°N, 114.4°W

磁南極

(1998) 64.6°S, 138.5°E
(2004 估計) 63.5°S, 138.0°E

特性

地表上的地球磁場強度並不均勻，強度因地理位置而有所變化：從0.3高斯（南美地區和南非）到0.6高斯（加拿大的磁北極附近，澳大利亞南部和一部分西伯利亞地區）。

地球磁場類似磁鐵棒，但是這種相似只是粗略的。磁鐵棒或是其它永久磁鐵的磁場是由於鐵原子中的電子有序的運動而形成的。然而，地核的溫度高於居里點（鐵的居里點：絕對溫度1043K），鐵原子的電子軌道的方向會變得隨機化，這樣的隨機化會使得物質失去它的磁場。因此地球磁場的成因並不是由於有磁性的鐵礦，主要的因素是電流（地電流（telluric currents））。

另一項地球磁場與磁棒不同的特徵是地球磁場的磁圈。磁圈與地球有一段距離，與地磁場表面有關。此外，在地核中的磁化的組成成分是轉動的而不是靜止的。

地球磁場將反轉

最新的研究成果顯示，地球的磁極已經顯露出向相反方向移動的徵兆，科學家們認為，地球磁場也許即將反轉。

地球磁場約每25萬年反轉1次

礦物可以記錄過去磁場的方向。科學家利用這一點，發現在地球45億年的歷史中，地磁的方向已經在南北方向反覆變化了數百次。然而，地球的磁極在最近的78萬年中都沒有發生反轉，這段磁極穩定的時期相對於通常25萬年1次的反轉頻率要長了很多。

科學家們利用最新的衛星觀測數據已經發現，地球的主要磁場自從1830年首次測量以來已經減弱了10%。這個消退速度比在失去能量的情況下磁場自然消退的速度還要快20倍。德國馬普研究所地磁專家克里斯坦森表示，根據計算，即使失去能量，磁極也要經過10萬年才會自行消失。目前觀測到的地球主要磁場強度快速減退，意味著一種新的磁性在產生的同時，也在破壞著原來的極性。

地球磁場的分布並不均勻

與公眾理解的條形磁鐵那樣簡單的磁性不同，地球磁場的磁性其實複雜得多。科學家們現在已經根據衛星觀測結果，繪製出了地球磁場的主要分布圖。其中一個重要的發現是，地球的磁場並不是均勻分布的。地球的大部分磁場僅源於地心——地幔邊界四個寬廣的區域。他們發現，磁極磁場的大部分強度主要來源於北美洲、西伯利亞和南極洲沿海之下。不僅如此，在詳細繪製出地球磁場分布圖之後，科學家們還發現了存在磁場反向通量的地域。其中最大的一塊位於南半球，非洲南端以下向西一直延伸到南美洲南端。在這些存在磁場反向通量的區域，地磁的磁性與通常相反。例如，南半球大部分區域磁性的指向是由內而外，而在這些存在磁場反向通量區域，磁性是由外向內指向。

新的反向通量帶還在不斷形成

在1980年和1999年，兩顆用於測量地磁場的衛星釋放到太空。通過比較兩顆衛星觀測到的地磁場變化結果，科學家們發現，新的反向通量帶正在北美洲東海岸和南極下面的地心——地幔邊界形成。而更重要的是，原先已有的反向通量帶已經變大並向兩極略微移動了。英國利茲大學的大衛·古賓斯的研究證明，這些反向通量帶的增加、擴張和向兩極移動可以說明過去發現的磁極衰減的現象。

原來極性消失和新極性形成將持續大約9000年

為了進一步研究反向通量帶是怎樣發展以及它們將如何導致下一次極性反轉的開始，目前世界上有三個獨立的研究小組正在使用超級計算機對地球表明磁場變化進行計算模擬。研究者們利用超級計算機每天運算12小時，經過一年多的時間，模擬了地磁場30萬年的演變。結果發現，反向通量帶往往在磁性反轉前出現。當地磁場偶極場的強度減弱的時候，反轉就開始了。

在模擬運算中，研究者們也發現，隨著磁性反轉通量帶的形成，原來的磁場並沒有完全消失。通過觀察地球模型，當反轉通量帶在地心——地幔邊界上和原來的極性相比開始占據優勢的時候，極性反轉就發生了。總體上說，貫穿地心的原來極性消失和新極性的形成將持續大約9000年。

地球磁場源於海水運動

美國一項最新研究指出，地球磁場並不像以前認為的那樣，是由熔融金屬圍繞地球核心旋轉產生的，而是由洋流引起的。本周發表的這項具有爭議性的新主張稱，科學家嚴重低估了洋流運動的能力，世界各地的大量海水運動產生了磁場。

地球物理學是研究地球物理性質和行為的科學，這門科學認為磁場起源於地球的熔融核心，不過美國的這項最新研究將徹底改變地球物理學理論。雖然每個人都接受了這種理論，但事實上從沒有任何證據可以證明它。這只是一個被我們長期接受，沒有提出質疑的觀點。”

地球磁場是由海洋運動產生。海水裡的鹽分具有導電性，這就意味著它在運動時產生了電流和磁場。這項研究結果發表在英國物理學研究所的《新物理學》雜誌上，新理論毫無疑問將引發激烈的科學辯論。現有理論是這樣解釋地球磁場的：地球核心由直徑大約是1500英里的白熱化固態鐵球組成，周圍圍繞著厚度大約是1400英里的液態金屬外殼，液態金屬的流動產生了磁場。