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。