地球磁场是怎么产生的，其中原因你未必知道

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2010年3S杂志上的一项研究提出，地球磁场形成于34.5亿年前，恰好和地球生命诞生的时间相符。研究者认为，如果那时候没有地球磁场的庇护，致命的太阳辐射很快就会撕开大气层，蒸干海洋，把地球生命扼杀在摇篮之中。30多亿年来，磁场为地球生物挡住了来自太阳的高速带电粒子流，并且把他们引导下南北两极，形成了梦幻一般的极光。

但是从1683年人类开始记录磁场信息至今，磁场的磁极却一直在改变位置。学者们也确实发现，地球历史上还曾经发生过很多次磁极的到转，而且毫无规律可循。

那么地球磁场究竟是怎么形成的?磁极调转会造成怎样的后果呢。

地球由地壳地幔和地核构成，其中最深处的地核主要由铁和镍两种金属元素组成。所以在最开始科学家们理所应当的认为地球磁场就是地核这个大铁块本身的磁性，这被称为铁磁体假说。

铁磁体假说相当符合直觉，但是并不正确。因为根据皮埃尔居里先生的实验，任何物质只要把它加热到他的居里温度，磁性就会消失。像铁和磁铁矿这类磁性物质，它们的居里温度大概是700℃，只要深入地表，25公里以下就能达到这个温度。而地球深处的物质温度高达4000℃，远远超出了磁性物质的居里温度，由此就能判断地球内部的铁并没有磁性，铁磁体假说无法成立。

到了20世纪初，科学家又提出了电荷旋转假说，这个理论认为地球上存在等量的两种电荷，其中一种集中在地球内部，另外一种分布在地球表面。随着地球自转，电荷旋转产生环绕整个地球的圆形电流。

地球磁场就是由这股电流激发出来的感应磁场。按照这个理论，人们只要测量出地球表面电场强度有多少，就能得出地球磁场强度的理论值。但真正计算之后，人们发现理论值和真实的磁场强度数值之间相差了一亿倍。所以就算地球内部真的存在旋转的电荷，也远远不足以形成强度足够的地磁场，电荷旋转假说也无法成立。

在随后的100年里，各式各样的假说层出不穷，但大多数都不靠谱，也都无法解释磁极漂移和倒转现象。直到1958年，日本的地磁学家利五常次在发电机假说的基础上提出了双圆盘耦合发电机模型，巧妙地解释了地球磁场形成和变化的原因，得到了学界的普遍认同。

利五常次认为在地核和地幔交界的位置，液态的外核物质会形成对流，构成一个巨大的发电机。地磁场就是由发电机发出的电流激发的，我们可以把对流的物质看作是旋转的圆盘，这两个圆盘之间就会产生两股方向相反的电流，同时激发出两个极性相反的磁场。由于两个圆盘旋转的快慢不同，各自的旋转速度也在不断变化，其中一个强度更大的磁场就会占据优势。在电磁耦合效应的作用下，这个方向的磁场被不断增强放大，最终就形成了地球磁场，并且不断随着外和物质的对流而发生变化。

根据假说，核幔边界的对流相当于一个庞大的混沌体系，地球内部一点点轻微的变化都有可能导致雌性的改变。所以地球磁场总是在不断变化，而我们很难预测下一次磁极漂移发生的时间。也许你在有生之年就能亲身经历一次地球磁场的到转。那么地球磁场到转意味着什么呢?

地球表面将遭受巨量的带电粒子流打击，依赖磁场导航的生物会陷入疯狂，自然生态被彻底破坏，海平面升高，全球地震火山爆发，人类文明毁于一旦。所有这些都不会发生。虽然目前的研究还无法预测磁极到转会带来什么具体的影响，但没有任何证据表明他会对地球生命造成什么危害。

事实上，通过对古地磁的研究，科学家们发现在地球历史上至少发生过大大小小数百次的磁极倒转事件。

距离我们最近的一次是距今1.4万到1.2万年的哥德堡反极性事件，那时候还处在新石器时代的人类并没有受到任何影响，他们安稳地繁衍生息，创造文明。

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