火星的磁場為什麼會消失？地球磁場會不會也消失呢？

在火星形成的最初幾億年里，火星是存在磁場的，但之後，火星磁場卻神秘地幾乎完全消失，這是為什麼呢？

科學家針對火星磁場消失提出了許多假說，其中最主流的假說認為，火星磁場來自火星核中金屬的流動，但隨著火星核的冷卻，液體金屬不再流動，最終導致了火星磁場的消失。現在火星還有微弱的磁場，這是來自火星表面被磁化的火星殼，而且，其磁性也在逐漸消失。

圖註：這是太陽風形成的弧形衝擊波，火星大氣就是這麼被剝離的

火星磁場消失造成了嚴重的後果。火星在形成之初是有厚厚的大氣層的，但由於缺少了磁場的保護，太陽風長驅直入，逐漸吹散了火星的大氣層，沒有了大氣層的保護，火星每時每刻都在接受著太陽的炙烤，海洋也被蒸發，這也使火星從一顆非常有潛力的行星變成了一顆荒蕪貧瘠的行星。

既然失去磁場的後果如此嚴重，那麼地球會不會也重蹈火星的覆轍，失去我們的磁場呢？科學家指出，我們地球的磁場出了一些小問題，在過去的200年里，地球的磁場正在逐漸減弱，每個世紀大約減弱百分之五。科學家尚未搞清楚磁場減弱的原因，一個可能的原因就是地球磁場將要倒轉。科學家認為，地球磁場大約每過幾十萬年就會倒轉一次。過去，科學家預計地球磁場大概會在2000年後發生倒轉，但現在看來，這個過程或許將會提前發生。

當然，地球磁場也有可能確實是在慢慢消失，但是，地球磁場畢竟堅持了近五十億年，短時間內消失的可能性並不大，我們還是有時間來做好準備的。

川陀太空

我前面的回答簡單地解釋了地球磁場起源的一種最流行的「自激發發電機機制」，而這個機制被認為是宇宙中大部分天體的磁場產生的最主要機制，因為所涉及的物理過程就是標準的麥克斯韋電磁場（波）理論，而所應用的天體也的確有這個機制發揮作用的結構和環境。但是如果用到火星，就還得解釋火星的磁場為什麼比較快的消失或者變得非常弱了？

同樣，由於這不是我的研究領域，我也不清楚目前最新的研究進展，只能簡單介紹比較流行的所謂「主流」模型。既然產生磁場的罪魁禍首就是天體的自轉、內部有導電的高溫流體以及微弱的「種子」磁場這三個條件，那麼我們可以看看這些條件目前火星還有沒有？首先，火星還在自轉，而只要內部有高溫的導電液體，就會產生「種子」磁場，就會通過發電機機制最終產生大尺度的磁場。所以最大的可能就是火星內部也許以前有的是現在沒有高溫的導電液體了，而則極有可能是火星內部冷卻導致其高溫導電液體變成了固體，無法繼續產生對流，當然發電機機制就停止運行了。如果這是火星磁場消失的原因，那麼地球內部的冷卻最終也會導致這樣的後果，使得地球磁場消失，只不過地球的質量是火星質量的大約十倍，內部的高溫導電液體要多得多，所以冷卻就會慢得多。

最近有些學者提出了另外一個機制，火星的磁場是由於它和圍繞它運行的一個小行星的相互作用產生的，這個小行星的引力誘發了火星內部的導電液體的流動，使得發電機機制工作。但是後來這個小行星最終撞擊到了火星上，火星失去了這個伴侶之後，內部的導電液體就逐漸停止了流動，磁場也就逐漸消失了。如果這是火星的磁場產生和消失的機制，而由於地球的磁場很顯然不是這樣產生的，地球的磁場也許就不會消失，至少不會像火星的磁場那樣迅速消失。

因此，深入理解地球和火星的磁場的起源和演化機制異同，對於我們理解地球未來的命運是很重要的。

就這個問題，我來做一些補充回答。

「地球磁場的起源與極性倒轉」曾經是上個世紀的「科學之謎」之一。可以預測，雖然目前科學技術迅猛發展，這個問題在21世紀也不可能全部解答。其中最大的障礙就是我們無法到達地核，直接觀測磁場的變化規律。

地球磁場包含兩部分，環型場和極型場。地球外核磁流體隨著地球自轉，產生環型場。隨後，磁流體產生渦旋，造成一部分環型磁場上涌，形成極型場。只有極型場才能穿透地幔，到達地表。因此，我們在地表觀測的地球磁場只是地磁場的一部分，無法觀測到全貌。

磁場並不穩定，在地質歷史時期，發生過多次磁極性倒轉。發生頻率一般為一個百萬年倒轉幾次。根據地質記錄，白堊紀有近40個百萬年磁場極性與現今一致，沒有變化，隨後，倒轉頻率逐漸上升。

從統計數據來看，最近幾個百萬年，也就是從人猿分離的這幾個百萬年，磁場極性倒轉頻率為3-4次左右，還是相當頻繁的。可是，最近一個百萬年比較奇怪，自從0.78（或者0.73百萬年，還在爭論）個百萬年的松山布容極性倒轉發生後，就沒有再次發生這種大規模的極性倒轉。但是，卻發生過很多次短時間的極性漂移事件（所謂漂移就是極性發生巨大變化，可是在幾千之內很快又恢復原狀）。

對於這些現象，科學家還在爭論，這種小規模的漂移事件和極性倒轉是不是歸屬同一種現象，背後的機制是否相同？

過去一百年以來，地球磁場的強度一直降低，科學家開始擔心，按照這個速度，再有6-7百年，磁場強度降低到20%左右，很可能就要觸發磁場極性倒轉。可是，歷史記錄清晰地告訴我們，地球磁場的強度一直在高高低低地變化，有的科學家就說，目前地球磁場強度的這一點變化還不足以讓人憂慮。

顯然，地球磁場對地球起到了重要的保護作用。如果沒有磁場，很可能就不會有生命的出現。

即使無法百分百地回答地球磁場為什麼倒轉，將來是不是會消失，我們還可以根據類比法來進行研究。在太陽系，地球很普通，其它行星大部分也有磁場。

火星的淺部岩石有剩磁，說明當初被火星磁場磁化過。火星目前已經沒有了磁場，這說明它的內部磁場發電機關閉了。或者是沒有了維持其運行的能量，或者是火星內部的物理化學性質發生改變，失去了維持發電機運轉的環境。

在遙遠的將來，地球磁場會不會也消失，有了火星的例子，我們很容易與之類比。不過，可以肯定地說，在人類存活的歷史中，地球磁場還會存在。而且，很可能在此遇到一次真正的磁場極性倒轉。

地磁學家肯定期盼著這樣的事件到來。

地球磁場保護了早期的生物形式，使它們不受太陽強輻射的影響，因此，更複雜的生命形式得以發展。但是火星表面的磁場痕迹說明這顆紅色的星球在40億年前就失去了磁場的庇護，大氣受到太陽風的猛烈侵襲。

先前的研究顯示由地幔變熱產生的巨大影響導致火星的「發電機」停止運轉，中斷了地核和地幔的熱流，破壞了轉換，火星新晉的隕石坑表面無磁化也支持了這一觀點。以前由約翰?霍普金斯大學的地球物理學家James Roberts模擬計算模型顯示，火星上最大型的撞擊可以使地幔變成高溫層，導致「發電機」停滯。

地球物理雜誌上Arkani-Hamed的新研究顯示僅僅一次的撞擊是不夠的。「發電機」在不到一億年的時間內可以恢復，「磁場還會重新出現。」他說。

作者：搖滾驢

首先要了解地球，木星等有磁場的行星的磁場是怎麼來的才能解釋火星的磁場怎麼消失的。地球由於體積夠大，地核是成液態的鐵質，受地球自轉的慣性，在地球內部曾圓周運動，由於高溫高壓的環境下，那麼鐵的自由電子也成圓周遠動，電子運動產生電流，電流產生磁場，由於自轉方向的原因，根據法拉第左手定律，知道電流方向?和電子運動方向相反，可以推出磁場方向，磁力線都是從磁北極出發到磁南極，磁鐵內部是磁南極到磁北極夠成封閉迴路?所以地球的磁北極和地理北極相反。木星目前推測是金屬氫作為核心磁產生源。火星的質量不夠大，所以內部壓力就不夠維持火星內核成液態的狀態，慢慢的經過幾十億年，慢慢冷卻了，目前的主要八大行星中，除了水星和火星因為質量不夠大，其它固體或者氣體行星都具有磁場，其形成機理基本一致。氣體行星不一樣的是，除了自轉外，由於不是固體岩石構成，所以自身大氣和內部各層活動也很活躍，摩擦產生的電理化程度很高，磁場更為強烈。甚至有多個磁場同時存在，如天王星，他的自轉速度很慢，但是大氣活動非常活躍造成。

火星消除磁場的原因，在40億年前曾有一個與類似地球的磁場，隨後發生了一個大事件使得火星磁場消失了，是一個巨大的小行星撞擊火星表面並留下了與珠穆朗瑪峰相當的隕石坑。火星地表受到強烈撞擊之後，也給內部的熱岩帶來了災難性的後果，使得這顆紅色星沒有了磁場！

火星磁場沒有消失，如果真的消失了，火星將會分裂開來，但是這在太空宇宙是不可能的。任何物質都是由微小的原子組成，原子是由電子和原子核組成，失去了電子的物體就帶磁性，而任何物體都會自由的排列組合成帶有兩極性的物體，這個物體就曾現磁性。所以火星上是絕不會沒有磁性的。但是磁力的弱和強這種差別存在，月亮磁力就比地球弱，但是月亮牢牢吸住月亮上的一切物質。

火星上的磁力可能比地球上的磁力弱，看到火星上的隕石坑就知道火星俘獲的流星沒有月亮上的多。看到火星上有過液體流動的痕迹和層級岩。由於火星的磁場弱，火星上的許多東西揮發到太空中去了。

因為火星的文明 使用了星球內熱。也就是內部熱量發電。 最後造成內部核心溫度越來越低 形成不了 液態內核 磁場就消失了。前段時間中國發布了 一個利用地核內部熱能發電的方法 .....

火星磁場快速消失，根本原因就是火星質量太小，導致內核冷卻，對流消失，產生磁場的發動機效應結束，磁場隨之消失。但火星上至今仍有局部磁場，這磁場是部分含鐵岩石剩餘磁場，並且還會有極光產生。但這樣磁場範圍和強度有限，根本無法改變火星沒有磁場的結果。