
【电】 earth's magnetic field
地磁场(geomagnetic field)是地球内部及周围空间存在的天然磁性作用区域,由地球液态外核中带电铁镍流体的运动产生,其形成机制符合地球发电机理论(geodynamo theory)。该磁场延伸至太空形成磁层,对太阳风带电粒子产生偏转作用,保护地球大气层免受宇宙射线侵蚀。根据国际地磁与高空物理协会(IAGA)2024年标准模型,地磁场强度在赤道区域约为25,000-65,000纳特斯拉,两极区域可达70,000纳特斯拉。
地磁场的空间结构包含三个主要分量:主磁场(占比95%以上,源自地核)、地壳磁场(由岩石磁化产生)和外源场(电离层与磁层电流引发)。中国地震局地磁观测网络数据显示,地磁北极每年以55-60公里速度向西伯利亚方向移动。这种变化对全球导航系统(如北斗、GPS)的磁偏角校正具有重要应用价值。
生物磁感应研究证实,迁徙动物(如信天翁、海龟)通过体内磁铁矿晶体感知地磁场走向。2023年《自然》期刊论文指出,人类视网膜细胞中含有的磁感应蛋白Cryptochrome可能具备微弱地磁场感知能力。地磁暴预警系统现已被纳入世界气象组织(WMO)全球空间天气监测体系,通过实时监测地磁场波动预防卫星通讯故障。
地磁场(geomagnetic field)是地球内部及周围空间存在的天然磁场,具有以下核心特征:
地磁场由地球外核液态铁镍合金的对流运动产生,其分布范围从地球内部延伸至太空,形成包裹地球的磁层。磁场形态近似于倾斜11°的磁偶极子,磁轴与地球自转轴存在约11.3度的夹角。
根据地核发电机理论,地核外层的液态金属(铁、镍)在地核热量驱动下形成对流,产生电流并引发自激发电机效应,从而维持磁场。这一过程与普通磁铁不同,因地核温度远超铁的居里点(1043K),无法通过原子磁矩有序排列产生磁场。
地磁场存在周期性磁极倒转,约50万年发生一次,倒转过程需5000-7000年,期间磁场强度显著减弱,可能增加宇宙辐射风险。
注:如需了解地磁场数学表达式或更详细演化过程,可参考、3、9的原始资料。
【别人正在浏览】