地球磁場是怎麼產生的
在地球中間是液態層既外地核，厚度1800公里，是高溫熔融岩漿。地核密度比外圈層大，在地球公轉時，地核偏向引力反方向，地核不在地球中心。地球自轉時，地核轉動速度比外圈層快，產生摩擦，形成電流。地核是鐵鎳質，形成電磁既地球磁場。地球磁場成因是地球物理學重大理論難題之一，它與地球演化、地球內部能量和物質運動、天體磁場的成因等問題密切關聯。
地球的磁性，是地球內部的物理性質之一。地球是一個大磁體，在其周圍形成磁場，即表現出磁力作用的空間，稱作地磁場。它和一個置於地心的磁偶極子的磁場很近似，這是地磁場的最基本特性。
地磁場強度很弱，這是地磁場的另一特性，在最強的兩極其強度不到10-4(T），平均強度約爲0.6x10-4(T），而它隨地點或時間的變化就更小，因此常用（γ），即10-9(T）做爲磁場強度單位。
科學家們在對地磁場的研究中發現，地磁場是變化的，不僅強度不恆定，而且磁極也在發生變化，每隔一段時間就要發生一次磁極倒轉現象。
地球磁場是怎麼產生的
一種關於地球磁場成因的假說認爲：地球磁場的形成原因和其它行星的磁場的形成原因是類似的，地球或其它行星由於某種原因而帶上了電荷或者導致各個圈層間電荷分佈不均勻。
這些電荷由於隨行星的自轉而做圓周運動，由於運動的電荷就是電流，電流必然產生磁場。這個產生的磁場就是行星的磁場，地球的磁場也是類似的原因產生的。這個假說和各個行星磁場的有無和強弱現象符合。
擴展資料
地球磁場對於地球的生命起到非常重要的作用，它可以使我們免受紫外線、宇宙射線、太陽風暴的照射，而且它會保護地球的大氣層。
而火星它的內部由於不存在着液態金屬，使得它的磁場非常的弱小，在經過數千次撞擊後，最終它的磁場消散，不到10億年的時間，火星的大氣層就被太陽剝離了。所以火星纔不具備居住生物的條件。
參考資料來源：百度百科-地球磁場
地球的磁場是怎樣產生的？
地球的磁場是如何產生的，具體是什麼原理呢？
地球磁場產生原因：現在比較能獲得公認的理論是“地球液態鐵鎳流體在地核外流動的發電機理論”，當然也有反對者認爲鐵鎳流體在高溫下已經完全失磁等，認爲“地核極高的溫度下會導致大量的電子逃逸出來，地幔間會形成負電層。按照麥克斯韋的電磁理論：電動生磁，磁動生電。所以，要形成地球南北極式的磁場”，但此理論無法解釋金星爲何沒有磁場。
儘管現在對地磁產生原因還沒有一個確切的說法，但答主認爲“發電機理論”更靠譜一些；雖然我們依然搞不清楚成因，但它卻一直默默的在保護地球。
地球磁場讓太陽發射的高能粒子偏轉偏離地球和少部分進入不適合生存的兩極，保護了地球中低緯度生存的動植物等。
但未來可能存在地磁反轉這一個過程，會出現混亂的磁極或者多個磁極，這將造成比較嚴重的後果，其直接表現就是世界各地都有可能出現極光，指南針會失去作用，憑地磁導航的大量鳥類會出現大規模死亡，地磁異常的強烈變動還將導致大規模停電的極爲嚴重的後果。
極光示意圖
地球磁場形成的真正原因是什麼?
我們生存在這個地球上，對地球的探索我們從未懈怠過，因爲我們的探索，我們的科學研究在不斷地進步，我們爲了能夠在地球上持續發展和生存，所以不斷地加深對地球的探索，所以生活中我們能用的資源也越來越豐富，通過探索地球，我們知道了地球磁場的存在，但是地球磁場存在的真正原因是什麼？地球上有磁場是因爲地核，地核內有不斷流動的熔融狀態金屬。
在地理學的課程上，我們都能夠了解到地球的大概組成，我們的地球是由地殼、地幔和地核組成，而地核是地球有磁場存在的真正原因，地核的內部存在着大量熔融狀態的金屬，並且這些金屬一直在不停地流動，由於這些金屬中的自由電子，在高溫和巨大的壓力作用下形成了股巨大的電流，所以就有了地球上的磁場。
地球上的一切對我們人類而言都是有意義的，地球上的磁場也是，磁場存在的意義給我們的影響是深遠的，關注天文學的人應該有了解太陽風的危害，而磁場讓我們免受了它的危害，據科學家研究金星和火星曾與地球一樣是有生命存在的，可是由於沒有了磁場，所以現在只剩下了一片片的荒蕪，可想而知，如果我們沒有了磁場，太陽風將給地球上的所有生命帶來滅頂之災，所以我們該慶幸地核內流動的熔融狀態金屬。
我們都聽過一句哲學，“存在即合理”，世界上的萬事萬物，存在就是有存在的道理，我們的生態平衡就可以很好表達了很多東西存在的價值，就像蚯蚓存在可以鬆土，鬆土可以培育植物，植物可以淨化空氣……而地核內有流動的熔融狀態金屬，可以形成磁場，而磁場可以阻擋太陽風。
地磁是怎樣產生的？
地球磁場成因是地球物理學重大理論難題之一，它與地球演化、地球內部能量和物質運動、天體磁場的成因等問題密切關聯。
• 幾百年來，這個題目一直吸引着許多科學家，他們曾先後提出過不少假說。
• 如旋轉磁效應、旋轉電荷、自由衰減電流，磁暴引起的電磁感 應、熱電效應、重物旋轉、繞結理論等等。
• 雖然這些假說都具有一定的意義，但卻沒有一種令人滿意的解釋地球的永磁性問題。
• 任何一種合理的地磁成因論，都必須從地球內部的結構和性質出發，能解擇地球磁場下述的一些現象:
• (1) 地球磁場在近地空間的形態，接近於一箇中心磁偶極子磁場；
• (2) 地磁軸偏離地球自轉軸通常只是一個不大的角度，而且就大約10^6a的時間平均而言地磁軸與地球自轉軸相重合
• (3) 地球磁矩大約爲10^22一10^23A·m^2，而且在整個地磁場 歷史 中變化不大。地球磁場在地面上的強度約爲0.5x10^-4T；
• (4) 地球磁場具有非偶極子磁場成分；
• (5) 地球磁場存在長期變化現象，並且可能具有10^2、10^3年和10^4年量級的一些分立週期；
• (6) 地球磁場會反覆發生倒轉；
• (7)地球磁場至少已存在10^9a。
•假設宇宙大爆炸過後，形成了新的星系，地球磁場的初始狀態是受到太陽磁場的影響而產生的地磁場。在太陽強大磁場的作用下，由於地球的公轉，使其地球中的類似於環形鐵鎳金屬物質的導體切割太陽的磁力線，從而形成了環形電流。巨大的環形電流在太陽磁場的作用下產生運動，這個運動推動了地球的自轉，地表的環形電流遠小於地幔和地心，所以，對地球的公轉和自轉影響不會太大(因爲地表中的鐵鎳物質體積和密度遠小於地幔和地心)地球初始的自轉速度較慢。因爲地球的自轉，又增加了地幔和地心的環流(電流)強度，也就使地球的自轉速度(提升)永遠保持在當前的恆定速度。於此同時，也增加了地表鐵鎳物質的環形電流強度，這一強大的環形電流，促使地表環形鐵鎳金屬物質產生強大的感應磁場，也就形成了地球的內部磁場，地球的內磁場遠大於太陽的磁感應強度從而形成了獨立的地球磁場。所以，地球的磁場由此而產生(地球只有永遠的保持公轉和自轉運動，纔會有地磁的產生)。
第一種看法認爲地球內部有一個巨大的磁鐵礦 ，由於它的存在，使地球成爲一個大磁體。這種想象很快被否定了。因爲即使地球核心確實充滿着鐵、鎳等物質，但是這些鐵磁物質在溫度升高到760℃以後，就會喪失磁性。尤其是地心的溫度高達攝氏五六千度，熔融的鐵、鎳物質早就失去了磁性。因而不可能構成地球大磁體。
第二種看法是認爲由於地球的環形電流產生地球的磁場。因爲地心溫度很高，鐵鎳等物質呈現熔融狀態，隨着地球的自轉，帶動着這些鐵鎳物質也一起旋轉起來，使物質內部的電子或帶電微粒形成了定向運動。這樣形成的環形電流，必定像通電的螺旋管一樣，產生地磁場。但是這種理論如何去解釋地球磁場在 歷史 上的幾次倒轉呢?
第三種看法認爲是地球內部導電流體與地球內部磁場相互作用的結果，也就是說，地球內部本來就有一個磁場，由於地球自轉，帶動金屬物質旋轉，於是產生感應電流。這種感應電流又產生了地球的外磁場。因此這種說法又稱做'地球發電機理論'。這種理論的前提是有一個地球內部磁場，那麼，這個地球內部磁場又是來源於什麼地方呢?它的變化規律又是怎樣的呢?這又無法解釋！
地球磁場是怎麼產生的
從我國古人發明指南針以來,人們就已經知道地球存在着南北極對稱的磁場,幾千年來,人們對這個磁場的存在習以爲常,很少有人對此現象的本質做過深入的研究.大約在本世紀50年代末,人們發現地球的磁場讓太陽風"壓"在一個水滴形的區域中,稱之爲磁層.地球的巨大磁場從此開始引起許多人的注意.
傳統的觀點認爲,地磁場是由地球內部的鐵質物質形成的.有的科學家甚至十分肯定地說,地球有一個鐵質的地核,有許多科普文章也是如此解釋的,這真是無稽之談.
爲了說明這一點,我們不妨回顧一下居里夫婦的研究成果.我們現在所見到的鐵磁質是鐵的化合物或鐵與其它物質的混合物,它們的特性雖然與地磁場極其相似,但絕對不是地磁場成因.因爲居里夫婦的實驗證明,鐵磁質在770℃(居里溫度)的高溫中磁性會完全消失.在地層深處的高溫狀態下,鐵會達到並超過自身的熔點呈現液態,決不會形成地球磁場.
法國科學家安培在一百多年前就已揭示了"磁現象的電本質",事實上人們早就應該明白地磁場的產生必然是與電現象有本質聯繫的.
按照物理學研究的結果,高溫,高壓中的物質,其原子的核外電子會被加速而向外逃逸,所以,地核在6000K的高溫和360萬個大氣壓的環境中會有大量的電子逃逸出來,地幔間會形成負電層.
按照麥克斯韋的電磁理論,可以總結出這樣一句話:電動生磁,磁動生電.所以,要形成地球南北極式的磁場,必然需要形成旋轉的電場,而地球自轉必然會造成地幔負電層旋轉,即旋轉的負電場.
磁場由此而生.
然而,這會不會使人們陷入"先有雞還是先有蛋"的困惑之中呢 也就是說,磁場,電流和旋轉,這三個基本條件,哪一個是先產生的呢
這裏沒有牛頓說的"上帝的第一次推動",那麼,是什麼原因導致了康德所說的"第一次起動"呢
這第一次起動,可以理解爲第一次激發(激磁),這種激發來源於三個渠道:一是另一個星體磁場的影響二是另一顆星體電場的影響三是撞擊造成的旋轉.
只要有這三個條件中的任何一個,軸對稱的磁場和穩定的自轉就被啓動了.在這三個條件中,第一條是主要的.從多年的實踐來看,地球磁場受到太陽磁場的影響是很大的,地球的磁極與南北極不重合現象,就是太陽磁場對地球的第一次激發造成的,因爲地軸與赤道面存在着一定的傾斜角度.
天文學發現天王星的磁場不是兩極對稱的,而是彎曲的,如果這是真實的,也可以說明它受到了另一個磁場"太陽磁場"的影響.其原因與它的運行姿態密切相關,它是"躺"在公轉軌道上運行的,太陽磁場的影響使它的磁場發生了彎曲.
地核中大量電子的逃逸必然使地內存在定向的電流,這可以用左手定則來斷定:讓地磁N極(地理南極)的磁力線穿過手心,拇指指向地球旋轉的方向(由西向東),其餘四指所指的方向就是電流的方向.由此可以看出,這個電流的方向是從地表指向地心的,由於電流的方向是電子運動的反方向,所以,可證明現階段正有電子從地球深處向外逃逸.地球內部磁場根據右手定則來判斷是個兩端開口的橢圓蛋殼形狀.
但是,地球內外擠壓的過程不是永恆的,擠壓的結果是達到原子核間斥力和正負電場引力的平衡.當擠壓過程結束時,電流消失,自轉驅動力會消失, 地磁場也將消失,太陽發射出來的各種射線會直達地表,密集的正電粒子對電子的中和作用將進一步增強,使地幔層的電子減少,負電場減弱.這必然使地心的壓力減小,引力將會變小,地球的"腰圍"也必然會變粗.當地核的斥力佔有絕對優勢時,地球將會進入膨脹期,地幔層的電子會迴流向地心,如果此時地球仍存在一定的自轉慣性,那麼,地磁場的方向會發生變換如果此時的地球已完全停止自轉,那麼,還有可能是磁場的方向不變而改變的是自轉的方向.因此,有兩種結果產生:要麼地磁反轉,要麼自轉反向.
"地磁反轉"學說對此提供了可*的依據——近年來,許多地質學家一致認爲在過去的7600萬年中地磁至少反轉過171次.因爲許多國家已經從地質勘測中查到了地磁反轉的證據.
法國和美國的科學家通過10Be分析法證實地磁場發生過逆轉.地球上的Be(鈹)元素都是以穩定的9Be存在的,如果有10Be存在則與地磁場消失有關,地磁消失時,磁層和電離層消失,宇宙射線中的高能粒子會直達地表,在它們的轟擊下,氮氧等元素會發生裂變反應,產生7Be和10Be.7Be的半衰期很短,將很快消失,而10Be的半衰期卻很長,找到10Be就等於找到了磁極反轉的證據.七十年代,科學家在大西洋海底4731米深處發現了較高濃度的10Be,相應的地質年代爲70萬年,從而證實,在70萬年前有過一次地磁反轉.
——地磁反轉,正是地電流的反向流動造成的.
烏克蘭專家們也探測到,地球磁通量數值在最近200年裏大大減小,按現有的速度遞減,再過1000年地球的磁通量將降至零值.
英國地質觀察中心阿蘭·湯普森教授指出,地球磁場在 歷史 上不止一次曾消失過,地球磁極的變換是這種現象的結果.有的科學家推斷,地磁場發生逆轉前,磁力急劇減弱,直至消失,其後約需1萬年時間磁力強度才逐漸回覆,但磁極方向卻完全相反了.
這真是一項重大發現.
可以肯定,地磁變換的週期將越來越長,直到最終停止,成爲一顆死行星.
如果仔細分析地磁產生的原因,人們就會明白,磁極變換和電子運動方向的改變是密不可分的兩個現象,而這個過程是個耗能的過程,週期逐漸變長顯然是不奇怪的,總有一天這個過程會完全終止,而使地球成爲一顆沒有電磁活動的死行星.
對於人類和所有生物來說,地磁變換是災難性的.地磁消失後,太陽的各種射線都會直達地表,強烈的輻射會使動植物發生變異生長.當地磁變換後,地內電子迴流的速度遠遠超過擠壓時的逃逸速度,而且電流強度也比逃逸電流的強度大得多,這使地磁場的磁通量增加至現階段的幾倍甚至幾十倍,較強的電流和磁場會給地球自轉以強大的動力(安培力),地球將以極快的速度自轉,地殼會被離心力扯裂,體積將增加至現階段的數倍甚至數十倍.
由於負電場力的減弱,地球在太陽磁場中受到的洛侖茲力將會減弱,磁極反轉使地球磁場與太陽磁場相排斥,公轉軌道將向日外偏離,它將加入"外行星"的行列,這種現象將維持到下一次磁極變換.
因此,地球磁極的變換是人類面臨的最大的威脅。
地球磁場是怎樣產生的？
對地球磁場起源的探索，早在公元1600年前後就已經開始了，其主要假說有永磁體說、電流說、壓電效應說、發電機理論等，其中永磁體說被鐵、鈷、鎳的居里點實驗否定，電流說由於電阻問題而被人們放棄，壓電效應說由於其實驗值都是在常溫下獲得的，據此推出的磁場強度微不足道而被人們拋棄，發電機理論由於不能說明南、北磁極翻轉而受到質疑。那麼，地球的磁場是如何產生的呢？
只有存在運動電荷或電流才能產生磁場，因此，地球磁場應該與地球內部的帶電結構有關。但是，地球磁場的南北磁極還存在着一種小範圍的低速運動，這種運動表明地球磁場不僅僅是地球內部的帶電部分作旋轉運動產生的，在地球內部還應該存在着一個相對穩定的內部電流。但地球內部爲什麼會長期穩定地帶電、並存在一個相對穩定的內部電流呢？
據分析，地球內部地核的半徑約爲3500公里，溫度在5540℃左右，壓力大約爲350萬個大氣壓。在通常情況下，構成宏觀物體的每個原子所帶的正電量和負電量是等值的，這樣，經中和後的宏觀物體就不帶電了。但由於地核及地幔下部物質受到的壓力作用較大，溫度也較高，一個在常溫低壓狀態下被公認的常識，宏觀物體不能自發地穩定帶電的觀點將不再成立。即在天體內部的高壓狀態下，物質都是帶電量不等的離子體，高溫等離子體、低溫等離子體的電量“相等”是不可能的。
磁流體發電的實驗表明，在上千度以上的溫度狀態下，物質中少量原子中的電子可以克服原子核引力的束縛而變成自由電子，同時原子則因失去電子變成帶正電的離子，這種狀態稱之爲低溫等離子狀態。地核的溫度在5540℃左右，如此高的溫度勢必會使地核中少量原子中的電子克服原子核引力的束縛，變成自由電子，同時原子失去電子變成帶正電的離子，在壓力不是很高的狀態下，失去電子的原子及克服原子核引力束縛的自由電子通常以等離子狀態存在，熱運動及原子核的靜電引力作用使自由電子不能長期與失去電子的原子脫離開來。但是，當物質是在超高壓作用下以密度極大的狀態存在時，克服原子核引力束縛的電子，將在巨大擠壓力的作用下，飄浮到地核與地幔的交界處，造成克服原子核引力束縛的自由電子與失去電子的原子長期脫離開來，筆者將這種現象稱之爲熱壓電效應。由於地核內部的原子總量非常巨大，可以產生大量的被分離電荷。
原子最外層電子的分佈機率，會受到鄰近原子中電子的靜電排斥作用，由於地核中物質所受壓力作用較高，物質密度較大，受到鄰近原子中電子的靜電排斥作用也相應較強，原子的最外層電子會部分地失去圍繞原子核運動的空間，使原子最外層電子的分佈向原子外擴張。與常壓狀態下金屬中可自由運動的自由電子不同，在超高壓壓力作用下失去圍繞原子核運動空間的電子，也不能在地核中其它鄰近原子之間自由運動。由於整個地核的壓力都較高，因此，地核中少量原子最外層電子的分佈機率將一直延伸到壓力較低的地核與地幔交界處甚至地幔中上部。地核中部分以自由電子狀態存在的電子在壓力作用下，朝壓力較低的地核與地幔交界面附近甚至地幔中上部分佈，使宏觀的地核處於帶正電狀態，地核與地幔的交界面附近以及地幔中上部處於帶負電狀態，即發生熱壓電效應。
原子的基態通常處於較深的負能級狀態，較弱的壓力作用不能將其激發或電離，但較強的壓力作用會以一種令原子最外層電子運動空間減少的形式，改變原子最外層電子的分佈機率。由於更低的能態已經被其它電子佔據，地核中被激發或電離的電子將在“浮力”的作用下朝外擴張，並在“浮力”作用與地核中所有失去電子的原子的庫侖作用相平衡的位置，也即在地核與地幔的交界面附近，形成一個覆蓋地核的電子殼層。將地核與電子殼層視爲一個巨大的“原子”，地球磁場的產生就與這個巨大 “原子”的存在有關。
天體內部的熱壓電效應主要是將與原子分離的電子擠壓出天體內部的高壓區，如果電子沒有與原子分離，則很難被大量地擠壓出天體內部的高壓區。
必須強調，由於電子具有波動性，每個飄浮到地核外部的電子的分佈位置並不是固定不變的，而是有一定的範圍，其飄浮的範圍甚至有可能一直延伸到地球表面上來，也就是說，地球的表面有可能帶有負電荷，在我們的周圍也應該存在一個可以測量到的電勢梯度。
美國的科學家通過實驗觀察發現，地核的自轉與地殼和地幔並不同步。地核與地幔之間接觸面積非常巨大，按照“常識”，充滿液態岩漿的地核與地幔之間接觸面上產生的摩擦力應非常巨大，足以使質量巨大的地核與地幔之間的相對運動在幾年或幾十年的“瞬間”趨於同步，但地核的旋轉運動竟然能在上億年的時間裏與地幔不同步，這是爲什麼呢？
