为什么地球是一个大磁场？

关于地球磁场的来源，早期历史上有一个来自北极星的传说，但到了公元17世纪初，人们才认识到地球本身是一个巨大的磁体，但当时还不清楚地球磁场是如何产生的。随着科学的发展，对地球磁场和地球结构的观测研究日益增多和深入。关于地球磁场的来源，已经提出了10多种理论。这里按照历史顺序简单介绍一下关于地球磁场来源的一些理论:(65，438+0)永磁体理论是最早的一种，认为地球内部有一个巨大的永磁体，产生了地球磁场，但后来意识到地球内部温度很高，不可能有永磁体；(2)内部电流理论认为地球内存在巨大的电流，形成巨大的电磁铁产生地球磁场，但这个巨大的电流没有被观测到，它会迅速衰减，不会存在很长时间；(3)电荷旋转理论(AD 1900，缩写为1900)认为，地球表面和内部分布着符号相反、数量相等的电荷，地球旋转形成闭合电流，产生磁场，但该理论缺乏理论和实验依据；(4)压电效应理论(1929)认为地球中的物质在超高压下使物质中的电荷分离，电子在这样的电场中运动产生电流和磁场。但从理论上计算，这样的磁场只有地磁场的千分之一(10-3)左右；(5)旋磁效应理论(1933)认为地球内强磁性物质的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一千亿倍左右(10-11)；(6)热电效应理论(1939)认为地球内部放射性物质产生的热量引起熔融物质的持续不均匀对流，从而产生热电电动势和电流，进而产生地球磁场，但理论估算也与地球磁场不一致；(7)发电机理论(1946-1947)认为地球内部的导电液体流动时产生稳定的电流，地球的磁场就是由这个电流产生的；(8)旋转体效应理论(1947)是基于少数天体观测到的经验规律。认为所有具有角动量的旋转物体都会产生磁矩，从而产生磁场。这个理论需要使用没有科学依据的常数，被五年后根据精确的实验结果提出这个理论的科学家否决了。(9)磁力线扭结理论(1950)认为磁力线在地球磁场中的张力特性和地核的不良旋转会放大原本微弱的地球磁场，从而产生地球磁场；(10)霍尔效应理论(1954)认为，在地球内部温度不均匀产生的温差电流和原有的弱磁场同时作用下，霍尔效应会产生霍尔电动势和霍尔电流，从而产生地球磁场；(11)电磁感应理论(1956)认为，太阳的强磁活动通过带电粒子的太阳风到达地球后，会通过电磁感应和整流产生地球内部的电流，从而产生地球磁场。在这些理论中，只有发电机理论(又称磁流体发电机理论)在观测、实验和理论研究中得到更多的证明。目前被广泛研究和应用的是地球磁场理论。但由于地球内部结构复杂，影响地球磁场的因素很多，这方面的观测、实验和理论研究仍需不断进行。图5是地球内部结构和地球磁场的示意图。地球从外到内分为地壳(岩石层)、地幔层、外核层和内核层。结皮主要是硅铝氧化物和硅镁氧化物等。地幔层主要由铁镁硅酸盐和铁的氧化物和硫化物组成，外核层和内核层主要由铁(约90%)和镍(约10%)组成。外核层是液体，内核层是固体。从地壳到内核层，温度越来越高，压力越来越高。地球磁场主要产生于液态金属的外核层。

关于地球磁场反转的理论也有近10种，主要有非偶极子磁场变化理论(1964)、随机磁场起伏理论(1968)、核心流体对流的对称性变化理论(1969)和核心流体对流面积的分布变化理论(1969)偶极子磁场变化理论(65448地球磁场反转的前七种理论来自地球内部，可以称之为。

从上面的介绍可以看出，无论是地球磁场及相关磁现象的研究和应用，还是地球磁场的来源和地球磁场倒转的理论，都是内容丰富的，有些方面在科学意义或应用价值上还是非常重要的。