我本想說不知道。但現(xiàn)在我想一本正經(jīng)的胡說八道一回。
關(guān)于地球磁場的來源，早期歷史上曾有來自北極星的傳說，但是到公元17世紀初就已經(jīng)認識到地球本身就是一個巨大的磁體，不過當時仍不清楚地球磁場是怎樣產(chǎn)生的。隨著科學的發(fā)展，對于地球磁場觀測和地球結(jié)構(gòu)的研究不斷增多和深入，對地球磁場的來源先后提出了10多種學說。這里按照歷史的先后對一些各有一定根據(jù)或設(shè)想的地球磁場來源學說作簡單介紹：(1)永磁體學說，是最早提出的一種學說，認為地球內(nèi)部存在巨大的永磁體，由這永磁體產(chǎn)生地球磁場，但后來認識到地球內(nèi)部溫度很高，不可能存在永磁體；(2)內(nèi)部電流學說，認為地球內(nèi)部存在巨大的電流，形成巨大電磁體產(chǎn)生地球磁場，但是既未觀測到這種巨大電流，而且巨大電流也會很快衰減，不會長期存在；(3)電荷旋轉(zhuǎn)學說(公元1900年，簡寫作1900)，認為地球表面和內(nèi)部分別分布著符號相反、數(shù)量相等的電荷，由地球自轉(zhuǎn)而形成閉合電流，由此電流產(chǎn)生磁場，但這學說缺乏理論和實驗基礎(chǔ)；(4)壓電效應學說(1929)，認為在地球內(nèi)部物質(zhì)在超高壓力下使物質(zhì)中的電荷分離，電子在這樣的電場中運動而產(chǎn)生電流和磁場。但理論計算出這樣的磁場僅有地磁場的約千分之一(10-3)；(5)旋磁效應學說(1933)，認為地球內(nèi)的強磁物質(zhì)旋轉(zhuǎn)可以產(chǎn)生地球磁場，但這種旋磁效應產(chǎn)生的磁場只有地球磁場的大約千億分之一(10-11)；(6)溫差電效應學說(1939)，認為地球內(nèi)部的放射性物質(zhì)產(chǎn)生的熱量，使熔融物質(zhì)發(fā)生連續(xù)的不均勻?qū)α?，這樣產(chǎn)生溫差電動勢和電流，由此電流產(chǎn)生地球磁場，但理論估計也同地球磁場不符合；(7)發(fā)電機學說(1946－1947)，認為是地球內(nèi)部的導電液體在流動時產(chǎn)生穩(wěn)恒的電流，由這電流產(chǎn)生地球磁場；(8)旋轉(zhuǎn)體效應學說(1947)，是根據(jù)少數(shù)天體觀測得到的經(jīng)驗規(guī)律，認為具有角動量的旋轉(zhuǎn)物體都會產(chǎn)生磁矩，因而產(chǎn)生磁場。這一學說需要使用一無科學根據(jù)的常數(shù)，5年后又被提出這一學說的科學家根據(jù)精密的實驗結(jié)果加以否定了；(9)磁力線扭結(jié)學說(1950)，認為在地球磁場磁力線的張力特性和地核的較差自轉(zhuǎn)，會使原始微弱的地球磁場放大，由此產(chǎn)生地球磁場；(10)霍爾效應學說(1954)，認為在地球內(nèi)部由于溫度不均勻產(chǎn)生的溫差電流和原始微弱磁場的同時使用下，會由霍爾效應產(chǎn)生霍爾電動勢和霍爾電流，由此產(chǎn)生地球磁場；(11)電磁感應學說(1956)，認為由太陽的強烈磁活動通過帶電粒子的太陽風到達地球后，會通過地球內(nèi)部的電磁感應和整流作用產(chǎn)生地球內(nèi)部的電流，由此產(chǎn)生地球磁場。在這些學說中，只有發(fā)電機學說(又稱磁流體發(fā)電機學說)在觀測、實驗和理論研究上得到較多的證認，是目前研究和應用較多的地球磁場學說。但是由于地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)較復雜，影響地球磁場的因素又很多，因此這方面的觀測、實驗和理論等方面的研究仍需要不斷地進行。圖5是地球內(nèi)部構(gòu)造與地球磁場的示意圖，地球從外到內(nèi)分為地殼層(巖石層)、地幔層、外地核層和內(nèi)陸核層。地殼主要為硅-鋁氧化物和硅-鎂氧化物等，地幔層主要為鐵-鎂硅酸鹽和鐵的氧化物和硫化物，外地核層和內(nèi)陸核層主要為鐵(約90％)和鎳(約10％)金屬，外地核層呈液態(tài)，內(nèi)陸核層呈固態(tài)。從地殼層到內(nèi)陸核層，溫度越來越高，壓力也越來越大。地球磁場主要產(chǎn)生在液態(tài)金屬的外地核層。
關(guān)于地球磁場反向的學說，也有近10種，主要有非偶極型磁場變化學說(1964)，無規(guī)磁場起伏學說(1968)，地核流體對流對稱性變化學說(1969)，地核流體對流區(qū)分布變化學說(1969)，地核三偶極型磁場學說(1969)，偶極型磁場變化學說(1971)，雙偶極型磁場學說(1975)，銀河星系旋臂干擾學說(1974)，地外天體撞擊學說(1987)等。前7種地球磁場反向?qū)W說來自地球內(nèi)部，可稱為內(nèi)源說，后2種地球磁場反向?qū)W說來自地球以外天體的干擾或撞擊，可稱為外源說。
從以上的介紹可以看出，不論是地球磁場及相關(guān)磁現(xiàn)象的研究和應用，還是地球磁場和地球磁場反向的來源的學說，內(nèi)容都是很豐富的，有的方面在科學意義上或是在應用價值上還是十分重要的。
