网友问: 地球磁场怎么形成的, 宇宙中的其他星球有磁场吗?

网友问: 地球磁场怎么形成的, 宇宙中的其他星球有磁场吗?

在太阳系中,八大行星均存在磁场,其中木星的磁场最强,强度大概是地球磁场的30倍;但是绝大部分卫星都没有磁场,比如月球就没有磁场,太阳风粒子能直达月球表面,所以在月球表面积累了许多氦-3,这是核聚变中的清洁燃料。

关于地球磁场的形成机制,目前还是地球物理学的难题之一;太阳系中的八大行星都有磁场,而太阳系中已知唯一存在磁场的卫星是木卫三,太阳本身也是存在磁场的。

地球磁场早在战国时期,古人就发明了司南,有记载“司南之杓,投之于地,其柢指南”,后来慢慢演化出更实用的指南针;其中的原理,就是利用了地球本身存在磁场,地磁南极在地理北极附近,地磁北极在地理南极附近。

2019地球磁极偏移地球磁场北极漂移 图-1

实际上地球磁极与地理极点并不完全重合,而是存在磁偏角的,最早发现并记录磁偏角的,是我国宋朝学者沈括,由于磁偏角非常小(小于6度),所以利用地球磁场原理制造的指南针,可以大致确定地理南北极方向。

形成机制在地球物理学中,地球磁场的形成机制还是一个谜团,相关学者提出的解释有十多种,比如电流学说、压电效应说、霍尔效应说、电磁感应说等等。

最初人们认为地球内部就是一个永磁铁,但是后来科学家发现磁性物质达到一定温度(居里点)后,其磁性就会消失,地球内部温度高达5000摄氏度,所以地球内部不可能是一块永磁铁。

地球最近一次磁极翻转地球磁场北极漂移 图-2

比较普遍的说法,是用磁的本质“电”来进行解释,由于地心主要由铁和镍组成,在高温高压下,部分铁和镍的外层电子逃逸,形成自由电子和铁镍原子的离子体,在巨大压力的作用下,电子向压力低的地幔转移,铁镍离子将聚集在地心处,然后根据电磁学理论,变化的电场产生磁场。

变化规律地球磁场每天都在变化,目前磁北极正在以每年55公里的速度移动,磁场强度在过去的四千年间降低了近一半;有科学研究表明,在过去的7600万年间,地球曾出现过171次地磁倒转,而上一次发生在78万年前。

地球南北磁极地球磁场北极漂移 图-3

如果该模型正确,相信距离下一次地磁偏转也不远了,科学家也在密切监视着地球磁场的变化,最新的数据表明,地磁北极正在加速移动,比先前的理论预言模型快了很多,但是科学家还无法确定下一次地磁偏转大概在什么时候发生。

地球最近一次磁极翻转地球磁场北极漂移 图-4

其他星球的磁场在宇宙中,诸如恒星、白矮星、中子星、黑洞等等天体,基本都存在磁场,比如某些脉冲星,其极点的强度甚至超过地球的30万亿倍。

来源:

发表评论

图片表情