為什麼地球會有磁場

在112年前的今天，1905年12月6日，挪威探險家阿蒙森探明地球有磁極。現在，讓我們來了解一下，為什麼地球會有磁場！

磁場的存在是地球的重要屬性之一。早在17世紀初，人們就已經知道地球上存在著巨大的磁場。人們也很早就開始利用磁場，中國古代發明的指南針就是一例。

對於地球磁場的產生，古時曾流傳著它來自北極星的神話。隨著近代科學技術的發展，人們對地球磁場的觀測不斷增多，對地球結構的研究不斷深入，先後出現了許多學說，試圖解釋地球磁場的產生，但並沒有一個定論。有人認為地球內部有一個巨大永磁體並導致地球磁場產生；有人認為地球內部有巨大的電流而導致強大電磁場形成；還有人認為，是地球內部放射性物質所產生的熱量造成地球內部溫差從而產生了電流並形成磁場；除此之外，關於地球磁場的學說還有旋磁效應、霍爾效應、電磁感應等。但以上這些假說，沒有一種能夠充分解釋地球磁場的存在。

20世紀40年代發展起來的“發電機學說”，到目前為止，可以大致解釋地球磁場各種已知的特點，在觀察、實驗和理論研究中都取得了較多的證據，受到越來越多的人的支持，這也是目前研究和應用較多的地球磁場學說。發電機學說認為，地球內部的導電液體在流動時產生穩恆的電流，這種電流的作用形成了地球磁場。20世紀90年代以來，地球物理學家用計算和模擬的方法證明，當地球內核轉得比液態外核快，那麼經過幾千年就可形成相對穩定的磁場，而在一定時期之後，其極性又可以反轉。不過，地球內部結構複雜，影響地球磁場的因素又很多，因此這個假說仍然需要進一步的觀測和實驗研究。並且，這個假說存在兩個難題：一是磁流體“發電機”的能量從哪兒來；其次，這個假說需要有一個初始的磁場，而初始磁場是怎樣形成的呢？這些成為了懸而未決的地球物理學重大難題。

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【科普：地球磁場是怎麼來的？】科學家們花了400年時間尋求答案，然後發現地球居然是個大型發電機。