會考物理地磁場的奧祕知識點

地球是個巨大的磁體，它周圍空間存在的磁場叫地磁場。從我國古人發明指南針以來，人們就已經知道地球存在着南北極對稱的磁場。幾千年來，人們對這個磁場的存在習以為常，很少有人對此現象做過深入的研究。最近日本的一個研究小組利用超級電子計算機成功地模擬出地磁場。然而，觀測表明，從19世紀以來，地球磁場強度減少了約一成。於是有人認為，1000年以後地磁場將消失。也有人認為近年來地磁場強度的減小是暫時的，很快將轉為強度增加。於是眾説紛起，那麼地磁場到底是怎樣的?對地球上的生物有什麼作用呢?

一、地磁場的兩極位置

根據科學家的研究，地磁極的大概位置是：地磁南極在東經140、南緯67的南極洲威爾克斯附近;地磁北極在西經100、北緯76的北美洲帕裏羣島附近。所以地磁南北極和地理的南北極並不重合。科學家還發現，地磁南北極的地理位置不是固定不變，而是在緩慢變化着的。

二、地磁場的起源

地球存在磁場的原因還不為人所知，普遍認為是由地核內液態鐵的流動引起的。最具代表性的假説是發電機理論。1945年，物理學家埃爾薩塞根據磁流體發電機的原理，認為當液態的外地核在最初的微弱磁場中運動，像磁流體發電機一樣產生電流，電流的磁場又使原來的弱磁場增強，這樣外地核物質與磁場相互作用，使原來的弱磁場不斷加強。由於摩擦生熱的消耗，磁場增加到一定程度就穩定下來，形成了現在的地磁場。

還有一種假説認為：鐵磁質在770℃(居里温度)的高温中磁性會完全消失。在地層深處的高温狀態下，鐵會達到並超過自身的熔點呈現液態，決不會形成地球磁場。而應用磁現象的電本質來做解釋，認為按照物理學研究的結果，高温、高壓中的物質，其原子的核外電子會被加速而向外逃逸。所以，地核在6000K的高温和360萬個大氣壓的環境中會有大量的電子逃逸出來，地幔間會形成負電層。按照麥克斯韋的電磁理論：電動生磁，磁動生電。所以，要形成地球南北極式的磁場，必然需要形成旋轉的電場，而地球自轉必然會造成地幔負電層旋轉，即旋轉的負電場，磁場由此而生。

三、地磁場對生物活動的影響

像海龜、鯨魚、候鳥等眾多遷徙動物均能走南闖北，每年可旅行幾千公里，中途往往還要經過汪洋大海，但是還能測定精確的位置。科學家們發現，海龜能通過地球磁場和太陽及其他星體的位置來辨別方向。但對於遷徙中的海龜來説，僅有方向感是不夠的，它們可能還有一張地圖，用於明確自己的地理位置，最終到達某個特定的目的地。美國北卡羅來納大學查珀爾希爾分校的肯洛曼研究小組發現，綠海龜對不同地理位置間的地磁場強度、方向的差別十分敏感，它們能通過地磁場為自己繪製一張地圖。

信鴿能在遙遠的地方飛回而不迷失方向，也是由於地磁的幫助。

四、地磁場對地球生物的保護

地磁場並不強，但對於地球上的各種生命來説，卻顯得非常重要。如在地球南北極附近或高緯度地區，有時在晚上會看到一種神奇的燦爛美麗的彩色光帶──極光。當太陽輻射出的帶電粒子進入地磁場後，在地磁場的作用下，有害帶電粒子沿地磁場的磁感線做螺旋線運動，最終會落到地球兩極上空的大氣層中，使大氣層中的分子電離發光，形成極光。

所以這個超巨的地磁場，對地球形成了一個保護盾，減少了來自太空的宇宙射線的侵襲，地球上生物才得以生存滋長。如果沒有了這個保護盾，外來的宇宙射線，會將最初出現在地球上的生命幼苗全部殺死，根本無法在地球上滋生。

五、地磁場的`反轉之謎

1906年，法國科學家在考查法國司馬伕中央山脈地區熔巖時，發現那裏的巖石具有與地磁場方向相反的磁性，後來此類發現不斷增加。隨着研究的深入，人們終於確信，地磁場方向並非一直不變。近年來，許多地質學家一致認為在過去的7600萬年中地磁至少反轉過171次。因為許多國家已經從地質勘測中查到了地磁反轉的證據。更有甚者，地球的主要地磁場從1830年首次測量至今，已經減弱了近10%.這比在失去能量來源的情況下磁場自然消退的速度大約快20倍!下一次地磁反轉即將來臨嗎?地磁場反轉是什麼原因造成的呢?我們期待着在不遠的將來能夠揭開謎底。

六、地球磁極的變換和消失有什麼影響

對於人類和所有生物來説，地磁變換是災難性的。地磁消失後，太陽的各種射線都會直達地表，地球上生活的生物將失去保護傘，受到強烈輻射的傷害。還有科學家認為，地磁場改變導致染色體畸變，會使動植物發生變異生長。因此，地球磁極的變換是人類面臨的最大的威脅。地磁真的會消失嗎?