地磁场强度_地磁场强度是多少

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一般来说，地球磁场的强度很弱；在地球表面的大部分地区，磁场强度约为1高斯(一台冰箱的磁性通常为10？100高斯)。但是磁场能量的强弱很大程度上取决于它的体积。由于磁场比我们所有的行星都大，所以整体来说，地球的磁力是惊人的。

在地球周围，有一些磁场，我们称之为地磁场。地磁场形成于大约34.5亿年前。它与地球上最早的生命大约同时形成。地磁场就像是放置在地心的大磁棒产生的磁偶极子形成的磁场。地磁场有两个极，S极和N极，分别位于北极和南极。自从指南针出现以来，人们普遍知道地球有南北两个对称的磁场。但是，地理位置上的南北极类似于两个磁场，只是不重合。

地球磁场的磁场强度有磁力线的方向和大小矢量。为了准确确认地球上某一点的磁场强度，经常采用的测量方法有磁偏角、磁倾角和磁场强度。

地磁场也会受到外界扰动的影响，所以不是孤立的。因为太阳风的磁场不断对地球磁场产生作用，地球磁场不断对抗，阻止太阳风的磁场开进来。于是太阳风绕过地球磁场继续前进，然后被太阳风包围的地球磁场浮现出来，形成一个被彗星撞击的区域，这就形成了我们所说的地磁层。

地磁层在距地球表面空 600 ~ 1000 km的高度，磁层在距地面50 ~ 70000km的磁层边界。由于太阳风的影响，地球磁力线不断向太阳北侧延伸，像一条不变的尾巴，我们通常称之为磁尾。

但近代有科学家指出，基本磁场、蚀变磁场和磁异常才是真正构成地磁场的三部分。基本磁场是磁场主题的稳定磁场，占地磁场的99%以上。地磁场近似均匀场的特征也由其决定。靠近地表时相对较强，远离时较弱。过去，人们认为地球是一块大磁铁，所以它的周围出现了磁场。但是后来发现，当材料的居里温度过高时，磁铁就会失去磁性。铁磁场的居里温度是500 ~ 700摄氏度，但地心的温度远不止这些。于是地球是大磁体的说法被颠覆了。现在流行的地磁来源理论是自励电机假说，认为地磁场来自地球外核圈。因为外核的液态可能是导电的流体层，更容易产生差异活动或对流，会加强原本微弱的磁场，进而进一步加强磁场。形成了现在所谓的基本磁场。而地球对基本磁场的外部叠加产生了一个短期变化的磁场，我们称之为变化磁场。仅占据小于1%磁场的一小部分。太阳辐射、太阳带电粒子流和太阳黑子运动是改变磁场形成的重要因素。在地球内部，一些磁性矿物和岩石会引起磁场，并叠加在基波磁场上，我们称之为磁异常。

地球磁场是不断变化的，变化的方法层出不穷。每个地方的磁场方向和强度都会随时发生变化，有可能变小，甚至南北极大反转也不是不可能。地磁场非常复杂，即使在今天的科学中，我们仍然无法预测它在遥远的未来会发生什么惊人的变化。

描述某一点地磁场大小和方向的物理量。常用的地磁要素有七个，但确定一个矢量有三个独立分量就足够了。o是测量点。在直角坐标系中，Ox指地理北，Oy指地理东，Oz垂直向下。f是地磁场的总强度；

h是F在度数平面上的投影，称为度数强度或度数分量；x是H在Ox轴上的投影，称为北向强度或北向分量；у是H在Oy轴上的投影，称为向东强度或向东分量；

z是F在Oz轴上的投影，称为垂直强度或垂直分量；d是H偏离牛轴的角度，即偏离地理北的角度，称为磁偏角，H的东偏为正；是I f与同度数平面的夹角，称为磁倾角，f向下倾斜为正。

地磁要素具有以下关系:

X=HcosD Y=HsinD Z=HtgI

H2=X2+Y2 F2=H2+Z2=X2+Y2+Z2

H=FcosI Z=FsinI X=FcosDcosI

Y=FsinDcosI

因此，在七个元素中，只能选择三个作为独立元素，其他元素都可以从中计算出来。比如你可以在球坐标系下测量F，D，I，在柱坐标系下测量H，D，Z，或者在直角坐标系下测量X，Y，Z。一般H、D、I或F、H、D在野外测得，地磁台一般记录H、D、Z或X、Y、Z。

以前地磁元素F、H、X、Y、Z的单位都是γ，它们的符号是γ，1γ=10E-9特斯拉，也就是1Nat。

地磁场翻转时，大气中的臭氧会因磁场减弱而减少，导致全球天气剧变，促进物种灭绝。

这不禁让人担忧。同样的悲剧会发生在我们身上吗？毕竟近年来，关于地磁场减弱的新闻时有报道，关于地磁场逆转的猜测甚嚣尘上。

重复的地磁倒转

地磁场的极性反转在地质史上并不罕见。自1906年，法国地球物理学家贝尔纳·布龙首次发明法国熔岩的磁化方向与现在的地磁场方向相反。据推测，地磁场可能发生了逆转。各国地质学家在全球范围内进行了大量的古地磁测量和实验。

到目前为止，最早的地磁发明记录是在35亿至40亿年前，这解释了地球形成早期就存在地磁场——地球年龄约为45亿年。在地磁场形成后的漫长地质时期，科学家发现每10万~ 100万年就会发生一次完整的地磁南北极倒转，而且周期不固定。仅在过去的8300万年间，地磁场就倒转了183次，在所有的地质历史中倒转了数万次。

在极性反转的过程中，地磁场的强度减弱。今天，最后一次对人类的长期地磁场倒转发生在大约78万年前，持续了近2万年，被称为布罗尼斯-松山倒转。

但是，在整个地质历史中，并不是所有的地磁反转都会持续数万年。有时，虽然它的方向会发生很大的变化，甚至达到180度的完整转弯，类似于极性反转，但其持续时间较短，这种变化称为地磁漂移(可以理解为短时间内的两次反转)。比如41000年前的Laschamps地磁反转事件，持续时间只有1000年左右，地磁反转时间也只有250年左右。

见证42000年前的古树磁场逆转事件。

在这次研讨会中，科学家们利用了约4.2万年前生活在新西兰湿地的古雪松中记录的相关信息，首次将地磁场倒转与当时大规模的环境变化直接联系起来。他们认为，在4200年至4100年前，地球磁极发生了短暂反转，导致了地球上一系列的环境危机，可能导致了一些巨型哺乳动物如澳大利亚长毛猛犸象和巨型袋熊的灭绝。

新西兰的贝壳杉是世界上最古老的树之一。这位研究人员发明的这些古树化石，在大约42000年前就很擅长了，有1700年的年轮。研究人员通过对4株古树化石横切面的碳14同位素分析(放射性测量)，并结合年轮数据，证实了地球磁极在4.1万年前发生过短暂的倒转，即拉尚磁极漂移事件，并获得了可精确定年、历经1700年变化的大气放射性碳14记录。

这一记录揭示了Laschamps磁极漂移事件之前和磁极反转期间碳-14的重要变化。

研究人员认为，地磁场屏蔽了来自外太空的宇宙射线(高能带电粒子流，如来自太阳的带电粒子流空。随着地磁场的减弱，会有越来越多的宇宙射线进入大气层，会出现更多的碳-14。这些碳14会被树木组织接收并保存下来，所以碳14的变化反映了当时地磁场的变化。

研究小组发现，地磁场最强的减弱并不是发生在实际磁极反转期间，而是在磁极反转前的数百年间，约42300 ~ 41600年前。在实际磁极反转期间，地磁场的强度约为今天的28%。在反转前的过渡时期，磁场降低到目前只有6%左右。研究人员将这种现象称为“亚当斯过渡地磁事件”。

地磁场的减弱会导致大气中臭氧含量的减少。研究人员模拟了减弱的磁场如何改变大气模型。计算机分析表明，进入大气的带电粒子等宇宙射线的增加，会增加大气中氢和氮氧化物的出现。这些分子往往会消耗臭氧，这将降低平流层臭氧保护地球居民免受紫外线辐射的能力。

臭氧层下降的另一个可能证据是，大约在42000到40000年前，人类开始越来越多地使用洞穴，并在洞穴壁画中留下越来越多的赭石手印。赭石被认为是一种古老的防晒霜，这可能是人类试图避免日益强烈的紫外线。

程度分量

地磁场总磁场强度矢量T在参考坐标系XOY度平面上的投影称为地磁场度分量，通常用符号h表示，度分量的值在赤道附近更大，约为0.03 ~ 0.04 mSv，从赤道向两极逐渐减小，极点为零。

它由三部分组成:极性、方向和强度。磁场的磁感应线一般不平行于地面，而是与度平面成一定角度。这个角度称为磁倾角，用θ表示，可以用磁倾角仪测量。地磁倾角因地而异，在地磁极，θ = 90。磁偏角和倾角只能确认地磁场的方向，不能表示地磁场的强度。

磁场的强弱用磁感应强度来表示，其方向是磁感应线的切线方向。

某一点磁感应强度的度分量很容易测量，通常用度强度来表示某一点地磁场的强弱。知道了某个地方的磁偏角、倾角和强度，那一点的地磁场就完全明白了。所以这三个量被称为地磁场三要素。

地磁场是变化的，不仅强度不是恒定的，磁极也是变化的，每隔一段时间就会出现磁极反转现象。

地球的磁性是地球内部的物理性质之一。地球是一个大磁铁，在其周围形成一个磁场，也就是代表磁力的空空间，这个空间叫做地磁场。它非常类似于放置在地球中心的磁偶极子的磁场，这是地磁场最根本的特征。地磁场的强度很弱，这是地磁场的另一个特点。最强的两极强度小于10-4(T)，平均强度约为0.6x10-4(T)，但随地点或时间的变化而变小。因此，磁场强度的单位常采用(γ)，即10 -9(T)。

地球磁极也叫“地球磁极”。在地球表面，地磁场垂直于地面，磁场强度更大的地方称为地磁极。有两个磁极(磁北极和磁南极)，靠近地理极，但不重合。现代地球磁极的地理坐标分离为:北纬76° 1′，西经100°，南纬65° 8′，东经139°。

关键词： 地磁场

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