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2019-01-02 23:15:58来源:励志吧0次阅读

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1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 地球磁场离氦

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 地球磁场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3磁极位置磁北极

(2001) 81.3°N,110.8°W

(2004 估计) 82.3°N,113.4°W

(2005 估计 82.7°N,114.4°W

磁南极

(1998) 64.6°S,138.5°E

(2004 估计 63.5°S,138.0°E

4发现历史上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 地球磁场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着作地磁力的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

科学家们已掌握了地磁场的分布与变化规律但是对于地磁场的起源问题学术界却一直没有找到一个令人满意的答案

关于地磁场起源的假说归纳起来可分为两大类类假说是以现有的物理学理论为依据第二类假说则独辟蹊径认为对于地球这样一个宇宙物体存在着不同于现有已知理论的特殊规律

属于 地球磁场类假说的有旋转电荷假说它假定地球上存在着等量的异性电荷一种分布在地球内部另一种分布在地球表面电荷随地球旋转因而产生了磁场这一假说能够很自然地通过电与磁的关系解释地磁场的成因但是这个假说却有一个致命缺点首先它不能解释地球内外的电荷是如何分离的其次地球负载的电荷并不多由它产生的磁场是很微弱的根据计算如果要想得到地磁场这样的磁场强度地球的电荷储量需要扩大1亿倍才行理论计算和实际情况出入很大

以地核为前提条件的地磁场假说也属于类假说弗兰克在这类假说中提出了发电机效应理论他认为地核中电流的形成应该是地核金属物质在磁场中做涡旋运动时通过感应的方式而发生的同时电流自身形式的场就是连续不断的再生磁场好像发电机中的情形一样弗兰克所建立的模型说明了怎样实现地磁场的再生过程解释了地磁场有一定的数值但是在应用这种模型的时候 地球磁场却很难解释地核中的这种电路是怎样通过圆形回路而闭合的此外这个模型也没有考虑到电流对涡旋运动的反作用而这种反作用是不允许涡旋分布于平行赤道面的平面内的

属于类假说的还有漂移电流假说热力效应假说和霍尔效应假说等但这些假说都不能全面地解释地磁场的奇异特性

关于地磁场起源还有第二类假说这其中代表性的就是重物旋转假说

1947年布莱克特提出任意一个旋转体都具有磁矩它与旋转体内是否存在电荷无关这一假说认为地球和其他天体的磁场都是在旋转中产生的也就是说星体自然生磁就好像电荷转动能产生磁场一样但是这一假说在试验和天文观测两方面都遇到了困难在现有的实验条件下还没有观察到旋转物体产生的磁效应而对天体的观测结果表明每个星球的磁场分布状况都很复杂尚不能证明星球的旋转与磁场之间存在着必然的依存关系

因此上说关于地磁场的起源问题学术界仍处在探索与争鸣之中尚没有一个具有相当说服力的理论对地磁场的成因作出解释5分布地磁场的形成具有一定特殊性按照旋转质量场假说地球在自转过程中产生磁场但是从运动相对性的观点考虑居住在地球上的人是不应该感受到地磁场的因为人静止于地球表面随地球一同转动所以地球上的人是无法感觉到地球自转产生的磁场效应的 地球磁场通常所说的地磁场只能算作地球表面磁场并不是地球的全球性磁场又称空间磁场它是由地核旋转形成的地球的内部结构可分为地壳地幔和地核美国科学家在试验中发现地球内外的自转速度是不一样的地核的自转速度大于地壳的自转速度也就是说地球表面的人虽然感觉不到地球的自转但却能感觉到地核旋转所产生的质量场效应就是它产生了地球的表面磁场科学家在研究中还发现地核的自转轴与地球的自转轴不在一条直线上所以由地核旋转形成的地磁场两极与地理两极并不重合这就是地磁场磁偏角的形成原因6变化规律科学家们在对地磁场的研究中发现地磁场是变化的不仅强度不恒定而且磁极也在发生变化每隔一段时间就要发生一次磁极倒转现象 地球磁场早在二十世纪初法国科学家布律内就发现70万年前地磁场曾发生过倒转1928年日本科学家松山基范也得出了同样的研究结果第二次世界大战后随着古地磁研究的迅速发展人们获得了越来越多的地磁场倒转证据如岩浆在冷却凝固成岩石时会受到地磁场的磁化而保留着像磁铁一样的磁性其磁场方向和成岩时的地磁场方向一致科学家在研究中发现有些岩石的磁场方向与现代地磁场方向相同而有些岩石的磁场方向与现代地磁场方向正好相反科学工作者通过陆上岩石和海底沉积物的磁力测定及洋底磁异常条带的分析终于发现在过去的7600万年间地球曾发生过171次磁极倒转距今近的一次发生在70万年前正如布律内所指出的那样 地球磁场

太阳和地球的磁场状况倒转原因

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 地球磁场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

地球磁场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 地球磁场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×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7科学探讨地球磁场没有翻转过不会消失

当居里告诉人们永磁不耐高温时人们开始意识到地球磁场就应该是一个电磁场电磁场遵循麦克斯韦方程原理所以在地球里面一定有电流在流动依据我们测得的地球磁场形态反推地球电场地球电场电流的处应该在赤道切面的平面上当代地磁场理论认为这个电流是在地核赤道上流动的地核发电机原理它的动力源于地球层之间的自转差实际上这是一些很不切实际的想法地球的较差自转本身就不是一个加速度它不会有能量产生赤道环电流形成地磁场电流在地核上要比在地壳上须要更强大的动力它是在级数上差别的能量级所以根本上说地球内部就不会有这么大的能量产生

科学的进步使人们知道对自己周围的环境数量化很是重要二十世纪人类开始测量各地岩石的剩余磁场它可以表明岩石形成时地球磁场的许多参数测量的结果令人震惊有许多的岩石剩余磁场颠倒了颠倒的剩磁是当时主要想解释的矛盾经过很长时间思考没有更好的解释只好是说地磁场翻转了可是岩石剩磁场不仅是颠倒而且由下倾变为向上翘这在当时科学界没太多地注意这个问题 地球磁场这只是一个空间概念问题的思考实际上地球磁场从来就没有翻转过我们可以想象在你面前横放着一个导电体流经它的电流就可以在导体周围产生一个磁场你可以把在你这边的磁场定义为正向磁场那么在导体的另一边对你这面来说就是一个反向磁场

你面对的正向磁场某个点上有它的场强极向和倾角在磁场发生翻转时也就是说导体的电流方向发生改变这时磁场极向也就改变了可是磁场的磁倾角是不会改变的极向和倾角同时改变的情况就只有到导电体的反向磁场相对位置中去找地球岩石的翻转剩磁可以说都是在地电流层之下形成的所以它们的磁场极向和磁倾角都发生了改变

有人会问地球磁场在几十亿年的进化中到底发生过翻转吗解决这个问题这就只能到剩余磁性的资料里去翻看了要是发现有磁场极向改变而磁倾角不变地层这说明会有地磁场翻转的情况发生可是地球磁场从来就没有翻转过

地球生物都是在地球表面和水中进化的所以地球生物从来就没有在逆向磁场中生存过这样地球生物演化的表现也就没有逆向磁场的生物特征留存

麦克斯韦方程反推地球电场和岩石剩余磁场解释都说明地球电磁场的电流是在地壳中流动着但是我们为什么很少能感觉到这个地电流的存在呢这主要是因为电流在地壳导体场流动时它有一个小电阻路径原理因为地球是圆的所以地电流不会表现到地球表面上来

地球的演化乃至太阳系的演化是一个恒定变化的过程在其中很少会有突发事件发生行星的磁场如果发生翻转那可以说是突发事件引诱的这种突发事件在太阳里我们无法找到它的诱发点地球磁场也从来就没有翻转过8特性地球的磁性是地球内部的物理性质之一地球是一个大磁体在其周围形成磁场即表现出磁力作用的空间称作地磁场它和一个置于地心的磁偶极子的磁场很近似这是地磁场的基本特性地磁场强度很弱这是地磁场的另一特性在强的两极其强度不到(T平均强度约为0.6x(T而它随地点或时间的变化就更小因此常用γ即10 -9(T做为磁场强度单位9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世纪末着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

地球磁场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

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

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10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至于引发的其他自然变化需要进行跟踪检测长期积累数据进入2000年前后地壳板块明显感觉真实检测数据更加详细所以地磁场的数据可以根据参照物的数据测定和推断11科学发现科学家首次实测出地核磁场强度

美国加州大学伯克利分校地球物理学家首次测量出地下1800英里约2900公里深处地核区的磁场强度为证明地核热源提供了重要参数正是地核热源造成了内部电流维持着磁场

论文作者加州大学伯克利分校地球与行星科学教授布鲁斯巴菲特表示这是首次根据观测而不是推断得到的真正数据这一没有争议的结果将平息地核内部磁场强弱之争他们根据观测计算出此处地核磁场强度为25高斯是地球表面的50倍该数据只是地球物理学家预测的中等水平

地核内有强磁场意味着有很强的热源科学家之前假设能量源是40亿年前地球在热熔化状态时留下的余热重元素沉积和寿命较长的元素发生的放射性衰变地球内部约60%的能量可能来自于固态内核变冷膨胀时排出较轻的元素如果磁场只有很弱的5高斯表明由放射性衰变所供给的热量很少如果磁场达到100高斯则表明放射性衰变很强

地核包括液态外核和固态内核液态外核包含了地球2/3的铁和镍约1400英里约2300公里厚形成了地球磁场内核则是半径800英里约1300公里的凝固铁镍球约是月亮大小地核被热粘稠的地幔和一层坚硬的地壳包围

变冷的地球初从太阳系的行星轨道中获得了磁场如果内部没有形成电流产生磁场的话这一外部磁场将在1万年内消失热量使外核沸腾或对流通过已有磁场引导金属升降产生了电流继续维持磁场而这种流动发电在地表产生了缓慢的磁场转变

巴菲特根据观测改进了地球内部发电模型目前正在研究第二代模型他认为地球内部信息的缺乏会对构建精确模型造成很大障碍而月亮在地球旋转轴倾角上的拉力能提供地球内部磁场的信息月球拉力使得内核自转轴缓慢地以相反方向运动这种运动改变了外核磁场受到外核磁场的阻碍巴菲特通过对远距离类星体极明亮活跃的星系的无线电观测计算出这一阻力进而计算出外核的磁场强度是25高斯

巴菲特指出25高斯是整体外核的平均水平磁场会随位置不同而变化由此我们还发现观察远距离类的星体能帮助照见地球内部12磁场好处地球磁场跟地球引力场一样是一个地球物理场它是由基本磁场与变化磁场两部分组成的.基本磁场是地磁场的主要部分起源于地球内部比较稳定变化非常缓慢.变化磁场包括地磁场的各种短期变化与电离层的变化和太阳活动等 有关并且很微弱.

地磁场也是一个向量场.描述空间某一点地磁场的强度和方向需要3个独立的地磁要素.常用的地磁要素有7个即地磁场总强度F水平强度H垂直强度Z,X和Y分别为H的北向和东向分量D和I分别为磁偏角和磁倾角.

自从高斯Gauss把球谐分析方法引进地磁学建立地磁场的数学描述以来地磁学得到了极大的发展地磁模型包括全球的和局部地区的两种.

它就是到目前为止IAGA的有关小组每5年给出一个世界地磁参考场IGRF).

全球地磁场模型

在球极坐标系中拉普拉斯方程的通解为 _

在高斯分析中是根据内边界上的函数值及其法向变化率来确定高斯系数g,h的.

局部磁场模型

局部地区的地磁场模型方面的学术问题与全球的有所不同局部地区的地磁场模型不能采用球谐分析方法因为没有"三维"意义

地磁场模型与地磁图是了解研究地磁场空间分布与时间变化规律及其源的特征与变化的基础.因此也是了解我们地球及有关的动力学过程的重要手段.

地磁场模型的科学价值

经过多年研究分析俄罗斯科学院医学基因研究中心地磁电离层和无线电波扩散研究所的科研人员提出地磁场的变化可导致人体淋巴染色体的畸变使畸变的频率提高两倍.

地磁场的其他应用

通过实验科研人员得出结论磁场变化的速度而不是磁场的量影响染色体畸变的频率和细胞分裂过程中物质的交换在一定范围内地磁场的变化甚至影响DNA的合成.

据现代科学证明地磁气场对人体有很大的影响

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.有时它像一条彩带有时它像一团火焰有时它又像一张五光十色的巨大银幕.它轻盈地飘荡同时忽暗忽明发出红的蓝的绿的紫的光芒.静寂的极地由于它的出现骤然显得富有生气.这种壮丽动人的景象就叫做极光.

产生极光的原因是来自大气外的高能粒子电子和质子撞击高层大气中的原子的作用.这种相互作用常发生在地球磁极周围区域.所知作为太阳风的一部分荷电粒子在到达地球附近时被地球磁场俘获并使其朝向磁极下落.它们与氧和氮的原子碰撞击走电子使之成为激发态的离子这些离子发射不同波长的辐射产生出红,绿或蓝等色的极光特征色彩.

在太阳活动盛期极光有时会延伸到中纬度地带极光有发光的帷幕状弧状带状和射线状等多种形状.发光均匀的弧状极光是稳定的外形有时能存留几个小时而看不出明显变化.然而大多数其他形状的极光通常总是呈现出快速的变化.弧状的和折叠状的极光的下边缘轮廓通常都比上端更明显.极光都朝地极方向退去辉光射线逐渐消失在弥漫的白光天区.造成极光动态变化的机制尚示完全明了.

在太阳创造的诸如光和热等形式的能量中有一种能量被称为"太阳风".这是一束可以覆盖地球的强大的带电亚原子颗粒流该太阳风在地球上空环绕地球流动以大约每秒400公里的速度撞击地球磁场磁场使该颗粒流偏向地磁极从而导致带电颗粒与地球上层大气发生化学反应形成极光.

地球的磁场还在不断发生变化其变化方式也在发生变化.不同地方的磁场方向和强度均以不同的方式发生变化可能变小也可能南北极发生大翻转 .由于地球磁场的复杂性要预计它在遥远的将来会是什么样子是不可能的.地球物理学家们利用分布在世界许多地方的磁场观测点收集的数据通过数学模型分析出磁场将如何变化.

地球磁场不是孤立的它受到外界扰动的影响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

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