地磁場可以視為一個磁偶極

05-30

地球可視為一個磁偶極（magneticdipole），其中一極位在地理北極附近，另一極位在地理南極附近。通過這兩個磁極的假想直線（磁軸）與地球的自轉軸大約成11.3度的傾斜。地磁場的成因或許可以由發電機原理解釋。地球的磁場向太空伸出數萬公里形成地球磁圈[1](magnetosphere)。

　　地球磁圈對地球而言有屏障太陽風所挾帶的帶電粒子的作用。地球磁圈在白晝區(向日面)受到帶電粒子的力影響而被擠壓，在地球黑夜區(背日面)則向外伸出。

概述

　　為什麼磁體能指南北呢？原來地球是一個巨大的天然磁體，它的磁場與條形磁體的磁場一樣。如右圖所示。地磁場對人類的生產、生活都有重要意義。行軍、航海利用地磁場對指南針的作用來定向。人們還可以根據地磁場在地面上分布的特徵尋找礦藏。地磁場的變化能影響無線電波的傳播。當地磁場受到太陽黑子活動而發生強烈擾動時，遠距離通訊將受到嚴重影響，甚至中斷。假如沒有地磁場，從太陽發出的強大的帶電粒子流（通常叫太陽風），就不會受到地磁場的作用發生偏轉而直射地球。在這種高能粒子的轟擊下，地球的大氣成份可能不是現在的樣子，生命將無法存在。所以地磁場這頂「保護傘」對我們來說至關重要。

　　地磁場強度大約是500-600毫高斯,也就是5-6*E-5特斯拉

地磁場的發現

　　地磁場我國宋代科學家沈括（1034——1094）在公元1086年寫的《夢溪筆談》中，最早記載了地磁偏角「方家（術士）以磁石磨針鋒，則能指南，然常微偏東，不全南也」。沈括是歷史上第一個從理論高度來研究磁偏現象的人。提出較系統的原始理論的是英國人吉爾伯特。他在1600年著的《磁體》一書中，把當時許多有關磁體性質的事實都記了下來，同時創造性地作了劃時代的實驗：把一塊天然磁石磨製成一個大磁球，用小鐵絲製的小磁針裝在樞軸上，放到該磁球附近，在這磁球面上發現小磁針的各種行為與我們在地球上看到指南針的行為完全一樣。吉爾伯特用石筆把小磁針排列的指向標出一條條線，畫成許多子午圈，與地球經線相像，也有一條赤道，小磁針在赤道上則平行於球面。因此吉爾伯特提出了一個理論：認為地球本身就是一塊巨大的磁石，磁子午線匯交於地球兩個相反的端點即磁極上。

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。最具代表性的假說是「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。

還有一種假說認為：

　　鐵磁質在770℃（居里溫度）的高溫中磁性會完全消失。在地層深處的高溫狀態下，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，高溫、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的高溫和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。

　　地磁場起源 origin of the main geomagnetic field

　　地球物理學的基本問題之一。自1600年英國的吉伯(W.Gilbert)提出「地球是一個巨大的磁石」開始,有關地磁場起源的推測已有近400年的歷史,但至今仍未獲得圓滿解決。