地磁翻轉是一種已被證實的理論還是一種假設？

11-28

關於地磁的產生，我傾向於發電機，因為很簡單很原始很和諧。
所以，如果發電機是對的，那地磁翻轉幾乎就是不可能的，地球又不能翻轉。所以，要麼地磁不能翻轉，要麼發電機是錯的。
說到發電機是錯的，倒是好像有個佐證：金星幾乎不自轉，但是大氣很厚。
一開始的想法是這樣：地球原來自轉很快，（如果發電機是對的，那麼）磁場應該比現在強的多。更強的磁場對太陽風有更好的屏蔽作用，為地球保留了更厚的大氣層，所以遠古的地球氣壓要比現在大的多（所以蟲子也大的多）。後來地球被月亮拐得自轉越來越慢，磁場強度降低→大氣層厚度（氣壓）降低→生命體系更迭。
以上所有故事只是自己瞎想的。
所以我只想知道，地磁翻轉是一個已經被證實的理論還是僅僅只是一個猜測/推論/假設？
以上所有故事情節如果有穿幫的也請不吝賜教。

瀉藥。
看到好幾位知友相邀，就象徵性的回答一下。

地磁倒轉，已經有來自岩石古地磁學的切實證據。

地球磁場顛倒是一種星球級別的地球物理現象，一旦發生將會對人類產生災難性的影響。

先從地球磁場說起。
地球磁場，可以這樣想像：「近似於一個磁鐵棒，地磁北(N)處於地理南極，地磁南(S)處於地理北極。」

磁極與地理極不完全重合，存在磁偏角
這兩個圖比較常見，但其實，地球磁場不是這樣的，而是嚴重的受到了宇宙因素的影響：

地磁場，是由地球本身和宇宙因素疊加決定的。
磁層頂位於距大氣層頂600～1000公里高處，離地面5～7萬公里。
在太陽風的壓縮下，地球磁力線形成一條尾巴，如上圖。

地磁場的起源問題，學術界卻一直沒有定論。
從居里告訴人們永磁不耐高溫時，人們就開始意識到地球磁場應該是一個電磁場。

前後的解釋很多，包括永磁體學說、內部電流學說、電荷旋轉學說、壓電效應學說、旋磁效應學說、溫差電效應學說、旋轉體效應學說、磁力線扭結學說、霍爾效應學說、電磁感應學說等。
發電機理論是比較簡單一種解釋，個人淺見，發電機理論不能解釋地磁。地球磁場_人文網
目前，地球磁層的物理機制仍然有待於深入研究。

但是，地球磁場不是恆定的，而是周期交變的，這已經成為共識，地磁倒轉的證據非常充分。

我個人覺得比較靠譜的解釋：
根據地磁場起源理論，地磁場磁極之所以發生倒轉，是由地核自轉角速度發生變化而引起的。
「地殼和地核的自轉速度是不同步的，現階段地核的自轉速度大於地殼的自轉速度。地球向月球傳輸角動量，地球的自轉角速度越來越小。同時，地球也形成了地殼、地幔和地核三層結構。地球自轉角動量的變化首先反映在地殼上，出現地殼自轉速度小於地核自轉速度的情形。這時，在地球表面第一次可以感受到磁場的存在，地核以大於地殼的自轉速度形成了地磁場。地殼與地核自轉角速度不同步，這種情形並不能長久地保持下去，地核必然通過地幔軟流層物質向地殼傳輸角動量，其結果是地核的自轉角速度逐漸減小，地殼的自轉角速度逐漸增大。當地殼與地核的自轉角速度此增彼減而最終一致時，地磁場就會在地球表面消失。地核與地殼間的角動量傳輸並不會到此為止，在慣性的作用下，地殼的自轉角速度還在繼續增大，地核的自轉角速度繼續減小，於是出現了地殼自轉角速度大於地核自轉角速度的情形。」修改自地球磁場_百度百科

從較長的時期看，整個地球的自轉速度處在減速狀態，但地殼與地核間的相對速度卻是呈周期性變化的，這就是每隔一段時間地球磁場就要發生一次倒轉的原因。

地核體積大，溫壓較高，使地層的導電率極高，這是地磁產生的一個重要基礎，可以使電流在其中流動，形成較穩定的磁極。
總的來說，地核的自轉與地殼和地幔並不同步，進而產生強大的交變電磁場，地球磁場的南北磁極因而發生一種低速運動，造成地球的南北磁極翻轉。

地磁的倒轉，被另一種奇特的地質現象記錄了下來----洋中脊的海底磁異常條帶

洋中脊在地形上由一系列大致平行的峰脊和線狀谷地組成（洋中脊_百度百科），離開洋脊向大陸方向，大洋盆地地殼的年齡越來越老，所以，洋脊系統是大陸漂移和海底擴張過程中的擴展的中心：新生洋殼不斷在軸部裂谷生成，推擠兩側已形成的老洋殼。

所以，沿著洋中脊兩側，依次是不同時代形成的岩體，其中便記錄著不同時代的磁場特徵。
熔岩流里含有微小的礦物顆粒，就像指南針一樣指向形成時候的磁場。
當熔岩冷卻，其中的小指南針就此固定，磁場改變也不能再移動（古地磁）。

其實，記錄古地磁的也不僅僅是洋中脊，其他岩石也可以。古地磁的研究已經取得了很大的進展。

通過陸上岩石和海底沉積物、洋底磁異常條帶的分析發現：在過去的7600萬年間，地球曾發生171次磁極倒轉。地球磁場產生的原因
最近一次磁場逆轉發生於78百萬年前。（布律內）

石炭-二疊-反向；侏羅-白堊-正向；新生代-反向

其實，地球兩極的磁場每隔幾百萬年就要發生幾次逆轉。

地球磁場看來從150年前就開始走下坡路，磁場的強度至今已經削減了10%～15%（地磁總強度_中國百科網），它的衰弱速度最近有增無減。地球磁場在我們這個時代正在衰減，這也許是地磁又一次倒轉的預兆。

如果發生，這將是對我們和所有地球生物的一大考驗。

「地球失去了地磁保護傘，高能宇宙粒子和太陽粒子將給地球生命帶來災難。變弱的磁場會讓太陽粒子風暴襲擊大氣層，破壞大量的臭氧，來自太陽的紫外線輻射會傷害地球上的生命，降低農作物產量，增加癌症發病率，導致皮膚癌和白內障。磁場崩潰會讓太空粒子更深地穿透大氣層，摧毀地球上的電網，正如太陽粒子風暴有時候造成的後果那樣。」（地磁倒轉_百度百科）

這可能僅僅是其危害的一小部分，但是，關於這個，人類沒必要悲觀。

化石記錄並沒有顯示磁場倒轉和物種大批滅絕之間存在相關性。
人類已經經歷了很多次地磁倒轉，地球的生物也是。最後一起欣賞一下全球洋中脊的美圖吧~

感謝趙公子答主私信，好吧時間有限簡單說一下

一、磁場是有電本質的，安培的分子環流假說，雖然不對，但就觀測來講，原子核確實是由電子環繞的，只不過電子通過什麼方式運動，微觀粒子的運動以何種方式影響到其他物質或空間，目前還不特別明確，這屬於電磁相互作用，無論怎麼樣，電與磁是統一的，這是有公論的，至於電磁相互作用與引力、強、弱相互作用的統一，那是將來的事，目前還沒有太明確的進展，不過答主相信，隨著這四種相互作用的日趨統一，將會使我們將來有能力更深刻的理解地球磁場的本質。

二、磁場基本有兩種，一是恆定磁場，由永磁體產生，比如磁鐵，產生的磁場強度、方向和磁通量變化率基本是恆定的；二是變化的磁場，或者稱為動磁場，往往是由變化的電場產生的，有交變磁場、脈動磁場、脈衝磁場等等。地磁場顯然屬於第二種。

三、地磁場問題的本質是如何理解地球的變化電場。地球顯然不是一個規則的均質的球，存在電荷分布不均也是正常的，並且觀測到的地磁場大小、方向都是變化的，這就是上面第二點直接拋棄永磁體說法的理由。根據目前人們的實驗，剩下的電產生磁的假說，大致有兩類，一是普通電流，即標準的安培定則，導線通電或通電線圈，把地球想像成多麼巨大的複雜的通電線圈，或者地球內部以某種方式產生恆定電流，這是一種假說。二是點電荷，即羅蘭盤，在羅蘭盤實驗中，正電荷隨絕緣橡膠圓盤高速旋轉，發現小磁針發生偏轉，一個普通觀點是，運動電荷產生磁場，實際上嚴格來說應該是相對運動的電荷產生磁場。

四、照恆定電流假說，地球內部有某種效應，如果地核是液態金屬，則其中的物質分布不均勻，導致某種正電性金屬集中在核體的某些部位，負電性金屬集中在另一些部位，這樣形成相對的電勢，產生恆定電流。為解釋地磁倒轉，這種恆定電流的說法就必須假設隔一段時間就會出現瞬時金屬流。現在還出現了超導體假說，該假說認為認為地核是一個帶正電荷的等離子體。行星核中央部分由於高溫高壓而將電子「擠」出來，使它帶正電荷；行星核外層是一個全部由電子充滿的殼層。這個殼層是超導體，是超導體永不衰減的電流產生了行星磁場。這種假說難以解釋行星磁場的強度、方向和行星的自轉密切相關的現象。而從九大行星的有關數據來看，行星的磁場強度、方向和行星的自轉似乎是密切相關的。例如：金星，它和地球其它參數很接近，但是它的自轉速度很慢，幾乎沒有磁場；而自轉周期很短的行星幾乎都有強磁場，如：木星、土星。

五、按點電荷假說，由於地磁場是不斷變化的，甚至經常發生反轉，只需要解釋兩種不同電性電荷的位置。假說的變種之一，即是答主公子所說的，讓地核帶、地殼分別帶電。點電荷假說有很多變種，有些也採用壓電陶瓷理論去解釋負電荷的擠出。教科書多年來「暗示」的地核和地幔轉速差就是點電荷假說「著名」變種之一，姑且稱之為地核-地幔發電機假說。地核-地幔發電機假說目前可以解決地磁場變化、倒轉等多個問題，也不需要像恆定電流假說那樣加諸多「外設條件」，總體上是一個看起來比較「簡單、和諧」的理論。

六、綜上，我們目前的困難主要是指明點電荷如何分布的，形成的機理或機制。事情不會那麼簡單，地核-地幔發電機是嚴重缺乏直接證據支持的，複製一段網上找來的話：「地磁場包括基本磁場和變化磁場兩個部分，它們在成因上完全不同。基本磁場是地磁場的主要部分，起源於地球內部，比較穩定，變化非常緩慢。變化磁場包括地磁場的各種短期變化，主要起源於地球外部，並且很微弱。地球的基本磁場可分為偶極子磁場、非偶極子磁場和地磁異常幾個組成部分。偶極子磁場是地磁場的基本成分，其強度約佔地磁場總強度的90％，產生於地球液態外核內的電磁流體力學過程，即自激發電機效應。非偶極子磁場主要分布在亞洲東部、非洲西部、南大西洋和南印度洋等幾個地域，平均強度約佔地磁場的10％。地磁異常又分為區域異常和局部異常，與岩石和礦體的分布有關。」

網上簡單一搜，現在還有研究行星大氣與地磁場關係的，認為大氣所帶的負電荷對行星磁場有重大貢獻。總之，地磁場的形成絕不會是簡單的單一原因，地幔-地核發電機說一直不如內核-外核說更得人心，不過誰知道呢，把一切歸咎於我們很難研究得到的地核深處而難以驗證就一定正確？

七、答主認為，要進一步研究地磁場甚至行星磁場，要做幾個工作：1、要計算出大氣對磁場的貢獻；要計算太陽風的強度、地球的引力給大氣的電荷，是否能夠與目前大氣磁場強度匹配；要研究日均、季均、年均磁場變化與太陽風之間的關係；2、要探測金星、火星的核-幔結構和核內結構，對比地球，研究其磁場強度之間的關係；3、通過金星、火星自傳角速度與磁場強度、磁偏角的關係，對比地球研究行星自傳與磁場之間的關係。4、研究火星、金星有無板塊活動，這會對其地幔流動甚至行星內部結構研究有重要幫助，也會大大幫助我們理解地球本身的板塊活動。

以上，淺薄的很，相信有很多工作其實已經在做了，但為什麼我們了解的還很有限，一方面有答主自身了解的少，文獻看的少，另一方面與我國科普的力度，甚至專業實驗室或學科建設總體仍落後於西方還是有關係，相信在國外互聯網上討論這個話題會得到更深入的解答，答主沒有時間翻去外面看，等待有能者回答了。

最後的最後，為了讓題主不暈，我再說一遍，地核-地幔發電機假說是大成問題的，核內-核外假說更靠譜一些，但究竟是何種機制，目前缺乏有效的研究手段，發電機理論大致上是正確的，但嚴格來講應該是點電荷發電機，點電荷的分布及其形成機制目前還不很清楚（這裡主要指90%的核內部分），這是因為沒有有效的手段直接觀察地核，研究方式應該是與其他行星對比，但我們太空探索的程度也還不夠（或者說答主自身不知道）。再次再次表示自身的淺薄！

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地磁翻轉是已被證實的自然現象，最有力的證據就是海底磁異常條帶。

從大洋中脊噴出的岩漿在兩側冷凝形成岩石，而岩石記錄了當時的地磁特徵。很有意思的是大洋中脊兩側的岩石正向反向地磁總是呈對稱出現，這就是很有力的地磁倒轉證據啦。
地磁倒轉原因不明，我知道的一個假說是地墁和地核轉速的不同步導致的。

地核呈液態，地墁呈固態（塑性），地球在自轉，地核和地墁轉得不一樣快因此導致地磁異常，而且呈周期性。嘿嘿：)

一些岩石形成時，其中的某些礦物會在當時磁場的背景下發生有序排列。地質學家是從全球範圍內的不同時期岩石解讀出各時期的磁場方向，然後確定磁極。

所以，地磁翻轉是被地質記錄證實的結果。但沒有人知道是如何翻轉的。

上面的答案已經說得很好了。

但關於題主的問題，其實有些地方是可以思考的：

1.地球的自轉速度和地核的自轉速度有什麼樣的聯繫。考慮到地核並不是「固定」在地球內部，它到底是怎麼轉的並不清楚。

2.地核的「轉軸」並不是地軸，磁軸的翻轉並不意味著地軸的翻轉。但它是怎麼翻轉的也不清楚。

總之，地球內部未知的太多太多。

我不明白為什麼發電機理論能得到地磁不能翻轉

已證，岩石地磁殘留相在時間軸上呈正負條帶分布，下一題…

這是百度都能查到的事實……
因為看起來有點……民科？
呃呃……

你說發電機？
怎麼來看也都是電生磁好嗎
電生磁最接近的是電動機啊
怎麼會跟發電機扯上呢？

附帶一個自己的觀點：
地磁的產生是因為地球本身自轉和軟流層熱液物質由於慣性造成的速度差導致帶電體的大體繞軸向(相對錶面球殼的)運動而最終產生的綜合作用，而由於每段時間進入軟流圈物質也就是被大陸架深壓下去重熔的物質(或者說由於質量效應內部帶電體物質分選「上浮或下降」)導致相對運動的大量帶電體並非時刻(幾百萬年間)統一，所以總體上按照右手法則，負正電荷運動方向的改變而導致整個這個「地球大線圈」改變磁場……

地球是怎麼轉起來的呢？

其實跟電動機和發電機都沒啥關係

行星剛形成的模型與原子很像
剛剛被捕獲的行星因為長距引力
導致運動彎曲
類似掉在了一個缽狀體里的鋼珠

所以它的自轉故不能簡單稱之為
「源自某種動力」

而要主要歸功於它為什麼停不下來……

那就是因為真空無摩擦
大氣摩擦係數是有的，但是很可惜乘了一個為0的「相對接觸者」攜帶的係數。

再考慮多一點就是地軸和南北極點其實都有變過，按我的說法……你說是帶電體的運動過程局部受阻也好，地球的轉動過程受阻偏移也好，總之是相對變化了……

最後…威爾遜旋迴大法好！

我深深的認為，生物的進化質變與地磁翻轉有直接聯繫。

假說，是基於某些比如岩層實際情況提出的合理推斷。這都好幾十億年了咱去哪驗證去

好像古生物地層年代斷定的一個手段就是地磁翻轉。

自轉和地磁沒有半毛關係……

南京大學普通地質學第三版P128

是證實的事情啊。地磁是因為地核自傳產生的。