地球科学
为什么地球赤道上的磁场强度为两极磁场强度的一半
投稿人:赖柏林 投稿时间:2021-02-09 22:45 访问量:

地球表面赤道上的磁场强度约为0.29~0.40高斯,而地磁北极的磁场强度为0.61高斯,地磁南极的磁场强度为0.68高斯。这也就是说赤道上的磁场强度约为两极磁场强度的一半。为什么地球赤道上的磁场强度约为两极磁场强度的一半,科学家们还没搞清楚。

要想搞清这一问题,必须搞清地球磁场的起源。地球膨裂说认为,要想搞清地球磁场的起源,必须首先搞清新地球演化史。地球膨裂说认为,46亿年前,太阳系是原始太阳爆炸形成的。太阳因内部的核聚变而发生爆炸,飞出许多熔融的火球,这些熔融的火球冷却后形成了行星、小行星、卫星、月亮和慧星,地球就是其中之一。一些大的火球在冷却的过程中,由于受到表面张力的作用,形成了球形。一些小的火球来不及收缩成球形,而冷却成了不规则的形状,形成了火星和木星间的小行星带、小行星。一些小一点的火球在飞离太阳时由于离大火球较近而被“俘获”,形成了大火球的卫星。

40亿年前,地球温度降至400-700摄氏度,岩石圈形成。46亿年前地球形成之后熔融的地球在万有引力的作用下,铁、镍等重的物质下沉向地心集中形成地核,镁、铝、上浮,40亿年前,因为地球温度逐渐降至400-700摄氏度形成了封闭的岩石圈。因为岩石圈的温度低于居里温度(400——700摄氏度),岩石圈又含有铁磁性物质,所以具有磁性。岩石圈下部是熔融的物质岩浆,温度高于居里温度,因此不具有磁性。因为太阳的磁场遍布整个太阳系,太阳的磁S极位于太阳的地理南极,地球又是由铁磁性物质形成的,所以地球岩石圈在太阳磁场的磁化下,在地球的地理南极,形成了和太阳磁S极相反的磁N极,这时地球形成了磁场。因此,岩石圈形成的地球磁场的所有磁力线在地球内部都是由磁北极(地理南极)发出,进入南磁极(地理北极),而地球东侧赤道上的磁力线都是由磁北极(地理南极)发出,向东绕半圈后进入南磁极(地理北极);而地球西侧赤道上的磁力线都是由磁北极(地理南极)发出,向西绕半圈后进入南磁极(地理北极)

请看下图,地球磁场图:

从上图我们可以看出:地球的磁力线总数是固定的,地球的所有磁力线在地球内部都是由磁北极(地理南极)发出,进入南磁极(地理北极),而地球东侧赤道上的磁力线都是由磁北极(地理南极)发出,向东绕半圈后进入南磁极(地理北极);而地球西侧赤道上的磁力线都是由磁北极(地理南极)发出,向西绕半圈后进入南磁极(地理北极)。由此可以看出,地球的磁力线总数被地球一分为二,地球东侧赤道上的磁力线数为地球的磁力线总数的二分之一,地球西侧赤道上的磁力线数为地球的磁力线总数的二分之一,因此,赤道上的磁力线数是南北磁极磁力线总数的二分之一。

既然磁感应强度是单位面积上磁力线的条数,赤道上的磁力线数是南北磁极磁力线总数的二分之一,所以地球赤道上的磁场强度约为两极磁场强度的一半。