地球磁场的特性

2025-02-06 23:29:56

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回答1：

由于地球磁场是由地球物质的运动起电所形成的电荷的定向流动次生而成的，电荷的运动是受到强中纬力、自转向心力、公转角动量守恒定律、自转角动量守恒定律的作用结果，所以，任何引起地球物质运动状态的改变、导致地球运动电荷产生的作用，都将对地球磁场产生作用。

假设不存在外力及其他条件影响地球的运动，地球磁场只受强中纬力、自转向心力、公转角动量守恒定律、自转角动量守恒定律四因素的作用，则地球磁场具有如下特性:

1. 突变性

地球磁场的突变性是指地球磁极的突然倒转。突变性与瞬时性的区别在于地磁轴的轴向发生了改变。

B. 布容 1906 年发现了磁性反常现象，F. J. 瓦因 ( F. J. Vine) 1966 年报道了古地磁倒转记录，J. R. 海尔茨勒 ( J. R. Heirtzler) 等 1968 年证实了地磁倒转。还有一些研究者在其他不同地区不同时代地层中相继发现了地磁倒转现象。所有关于发现磁场倒转的报道，可以分为全球性的磁场倒转和局域性的磁场倒转。它们是地磁突变性的反映。

2. 偶极性

由于地球不同圈层物质质量的相对集中和分布的稳定性，具有质量大、密度高、易流动、一致性好等特性的地球外核物质，其规律性运动起电的结果，决定了地球磁场具有主磁场特性，地球的主磁场特性决定了地球磁场的偶极性特征。

在人们关于古地磁资料的分析中，曾提出过地磁具有非偶极性。以所依据的资料而言，其实是地球低纬度带物质在地球动力和运动定律作用下，运动起电所产生的磁场表现出了有别于主磁场的磁极方向，出现了磁场异常的现象，影响了人们对地球磁场方向的判断。

地球磁场的非偶极性是一种具有严重局域性特征的特性，是地球局部物质运动起电形成的结果。

受转动定律影响，在低纬度带易形成规模、能量都很巨大的局部物质运动，可以运移到中纬度带 ( 如台风) ，形成磁场的 “非偶极”假象。这种假象不是地球主磁场产生了多极，而只是在主磁场背景的局部叠加了一些小磁场的结果。

3. 瞬时性

地球磁场的瞬时性是指地球磁场具有随着时间变化的特点，地球上不同地点的磁场处于不断的变化中，但地球磁场的变化是有规律的。

强中纬力、自转向心力及地球转动的时变性决定了地球磁场具有瞬时性，即地球磁场时刻都在变化，每一个不同时刻，地球磁轴的位置都在改变。所以，要想在地球上找到一个固定的磁极将是不可能的，任何被认定的磁极只能代表测量那一刻的磁极所在。也就是说，一个人用同样的仪器在不同的时刻所测得的磁极位置不同。磁极位置的变化周期与地球自转周期相同。

地球磁场的瞬时性决定了地球磁场的空间可变性，一块正在冷凝的熔岩在白天凝结时所形成的磁场条件与在夜晚凝结时所形成的磁场条件完全不一样，即在同一纬度不同时刻所具有的磁场条件不同，所以，一些古地磁资料的剩磁条件只能代表地史时期某一天中某一刻岩样所处位置的综合地磁特征。

4. 不变性

地球磁场的不变性不是指地球磁极固定不变，而是指地球磁场不随地球自转发生形态和位置的变化。

连续的卫星观测和成像资料表明: 地球的极光椭圆不随地球的自转而旋转，地球每天转动一圈，极光椭圆的形态和位置几乎保持不变。极光椭圆的形态、位置的变化不受地球自转的影响，但大小变化与太阳活动紧密相关，当地磁活动相对减弱时，极光椭圆向内收缩，而当地磁活动相对增强时，极光椭圆向外扩张。

地球极光椭圆的这一特性，使地球磁极固定论者产生了极大的迷惑，因为，如果地球磁极固定不变，随着地球的自转，倾斜的地球磁极应当随着转动。

5. 非偶极性

这是地球低纬度带物质运动产生磁场所具有的特性。地球磁场的非偶极性是一种有严重局域性特征的特性，是局部物质运动形成的结果。由低纬度带产生的局部物质的运动，可以运移到中纬度带，所形成的磁场的 “非偶极”假象，不是主磁场产生了多极现象，只是在主磁场背景上局部叠加了一些小磁场。

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