作业帮地球磁场是怎样产生的
来源：学生作业帮 编辑：拍题作业网作业帮 分类：物理作业 时间：2024/04/30 22:47:44
地球磁场是怎样产生的
1.大地电流
从世界各地对地球大地电流的观察分析证实,大地电流的存在是不争的事实,由于大地电流在地球表面的不稳定性,关于大地电流是如何产生的?能量来源是什么?电流的方向和回路如何?笔者十几年来通过对地球上大量“冰火”洞、火山、温泉、地磁异常等自然现象的观察研究,进行模拟实验,得出如下结论：4℃的含水物体在接受高温物体缓慢热传导能量时抵制自身温度的升高,并将接受的热能以电能的形式向高温物体传递,而自身温度仍保持4℃.(见附录：4℃热能直接转化为电能实验).
据有关资料：在地球上,除赤道附近少数地区外（由于赤道附近部分地区常年地表温度远高于4℃,地层中的4℃恒温层被破坏）,地球上绝大多数地区的地层中存在一层温度既不受外界气温影响,又不受地球内部热流量的影响,温度基本保持在4℃左右的恒温层.根据4℃热能直接转化为电能实验可知：地球上除赤道附近少数地区外,普遍存在垂直于地心的电流.在垂直于地心的电流形成之初（随着地球从熔融状态不断冷却,在地球地层中逐渐形成4℃地层）,电流受星际磁场和太阳风磁场洛伦兹力的作用,正向电流和负向电流向星际磁场两边偏移,逐渐形成类似椭圆的闭合回路,闭合回路椭圆平面两个半轴分别垂直于地心和星际磁场,电流同时受自身磁场磁力矩的作用,逐渐形成较稳定的大地电流.
实际上大地电流是一个复杂系统,受到地层机构、地表温度、星际磁场、太阳风以及自身磁场等因素的影响,我们取平均近似值建立地球大地电流模型：1、大地电流圈位于地球4℃恒温层和地核之间；2、方向和回路是相对于地轴左进右出的椭圆的闭合回路,闭合回路椭圆平面两个半轴分别垂直于地心和地球磁场；3、两个电流回路之间不相交,相交后即形成一个电流回路；4、在磁南极和磁北极由于正向电流和负向电流受磁力矩为零,大地电流不稳定；5、赤道附近少数地区由于地层中的4℃恒温层被破坏,不能产生大地电流；6、大地电流产生的原因是4℃恒温地层接受地心缓慢热传导能量时抵制自身温度的升高,并将接受的能量以电能的形式传向地心；7、大地电流的能量来源是地核向地表热传导的能量.大地电流模型平面示意图如图一所示：
（图一） （图二）
2.大地电流形成地球磁场
根据上述大地电流模型,无数闭合的大地电流圈,就如同在地核周围形成无
数沿地球磁轴分布的反C型导电螺线管,无数反C型导电螺线管磁场的矢量和就形成较稳定的地球磁场.地磁磁场模型平面示意图如图二所示.
地核高温区在不断向地壳低温区热传导的同时,大地电流、地球磁场由于地球自转和太阳风的影响呈现周期变化,在地球的铁质地核形成涡流,地核被加热,这就不会导致地核不断向地壳热传导能量而使地核降温,也是几十亿年来地核保持5000多摄氏度高温不变的原因,以这种方式太阳能、地表热能和地球内部热能达到交换的目的,它们之间存在一定的动态平衡.
根据上述地球磁场模型,我们可以解释地球赤道附近和两极部分地区出现磁场消失或反向的原因（赤道附近少数地区由于地表常年温度远高于4℃,逐渐破坏了地层中的4℃恒温层,不能形成大地电流,其周围地区大地电流产生的磁场在该地区叠加,在部分磁场交汇处就会出现磁场消失或反向的现象；两极地区由于处于无数螺线管磁场叠加的交会点,两极上空某些区域地球磁场就会变幻不定,这也是地球磁极漂移的原因）.同时我们可以根据大地热流量计算地球上空任一点磁场的理论强度（实际磁场强度受地层中铁矿、石油、温泉和地表植被等因素的影响与理论强度不一致）,根据星际磁场和地球自转计算地球磁偏角.这里由于篇幅原因这里不再详述,作者在《地球的磁场强度和磁偏角》一文有专门论述.
从世界各地对地球大地电流的观察分析证实,大地电流的存在是不争的事实,由于大地电流在地球表面的不稳定性,关于大地电流是如何产生的?能量来源是什么?电流的方向和回路如何?笔者十几年来通过对地球上大量“冰火”洞、火山、温泉、地磁异常等自然现象的观察研究,进行模拟实验,得出如下结论：4℃的含水物体在接受高温物体缓慢热传导能量时抵制自身温度的升高,并将接受的热能以电能的形式向高温物体传递,而自身温度仍保持4℃.(见附录：4℃热能直接转化为电能实验).
据有关资料：在地球上,除赤道附近少数地区外（由于赤道附近部分地区常年地表温度远高于4℃,地层中的4℃恒温层被破坏）,地球上绝大多数地区的地层中存在一层温度既不受外界气温影响,又不受地球内部热流量的影响,温度基本保持在4℃左右的恒温层.根据4℃热能直接转化为电能实验可知：地球上除赤道附近少数地区外,普遍存在垂直于地心的电流.在垂直于地心的电流形成之初（随着地球从熔融状态不断冷却,在地球地层中逐渐形成4℃地层）,电流受星际磁场和太阳风磁场洛伦兹力的作用,正向电流和负向电流向星际磁场两边偏移,逐渐形成类似椭圆的闭合回路,闭合回路椭圆平面两个半轴分别垂直于地心和星际磁场,电流同时受自身磁场磁力矩的作用,逐渐形成较稳定的大地电流.
实际上大地电流是一个复杂系统,受到地层机构、地表温度、星际磁场、太阳风以及自身磁场等因素的影响,我们取平均近似值建立地球大地电流模型：1、大地电流圈位于地球4℃恒温层和地核之间；2、方向和回路是相对于地轴左进右出的椭圆的闭合回路,闭合回路椭圆平面两个半轴分别垂直于地心和地球磁场；3、两个电流回路之间不相交,相交后即形成一个电流回路；4、在磁南极和磁北极由于正向电流和负向电流受磁力矩为零,大地电流不稳定；5、赤道附近少数地区由于地层中的4℃恒温层被破坏,不能产生大地电流；6、大地电流产生的原因是4℃恒温地层接受地心缓慢热传导能量时抵制自身温度的升高,并将接受的能量以电能的形式传向地心；7、大地电流的能量来源是地核向地表热传导的能量.大地电流模型平面示意图如图一所示：
（图一） （图二）
2.大地电流形成地球磁场
根据上述大地电流模型,无数闭合的大地电流圈,就如同在地核周围形成无
数沿地球磁轴分布的反C型导电螺线管,无数反C型导电螺线管磁场的矢量和就形成较稳定的地球磁场.地磁磁场模型平面示意图如图二所示.
地核高温区在不断向地壳低温区热传导的同时,大地电流、地球磁场由于地球自转和太阳风的影响呈现周期变化,在地球的铁质地核形成涡流,地核被加热,这就不会导致地核不断向地壳热传导能量而使地核降温,也是几十亿年来地核保持5000多摄氏度高温不变的原因,以这种方式太阳能、地表热能和地球内部热能达到交换的目的,它们之间存在一定的动态平衡.
根据上述地球磁场模型,我们可以解释地球赤道附近和两极部分地区出现磁场消失或反向的原因（赤道附近少数地区由于地表常年温度远高于4℃,逐渐破坏了地层中的4℃恒温层,不能形成大地电流,其周围地区大地电流产生的磁场在该地区叠加,在部分磁场交汇处就会出现磁场消失或反向的现象；两极地区由于处于无数螺线管磁场叠加的交会点,两极上空某些区域地球磁场就会变幻不定,这也是地球磁极漂移的原因）.同时我们可以根据大地热流量计算地球上空任一点磁场的理论强度（实际磁场强度受地层中铁矿、石油、温泉和地表植被等因素的影响与理论强度不一致）,根据星际磁场和地球自转计算地球磁偏角.这里由于篇幅原因这里不再详述,作者在《地球的磁场强度和磁偏角》一文有专门论述.