磁性地球

李會(huì)中

海龜、鯨魚等在汪洋大海中遷徙幾千公里還能精確定位，信鴿從遙遠(yuǎn)的地方飛回而不迷失方向，這些生物是怎么做到的呢？科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，上述生物能通過(guò)感知地球所產(chǎn)生磁場(chǎng)來(lái)辨別方向。人類對(duì)地球磁場(chǎng)的敏感性遠(yuǎn)不如這些生物，不過(guò)聰明的人類卻能夠利用能感知地球磁場(chǎng)的物質(zhì)發(fā)明指南針來(lái)辨別方向。那么，地球磁場(chǎng)究竟是什么物質(zhì)？地球的磁場(chǎng)是如何產(chǎn)生的？它的作用又是什么呢？

我們都知道磁鐵“同性相斥、異性相吸”的特征，這靠的是磁性物質(zhì)的磁場(chǎng)。同理可以把地球看作一個(gè)更加龐大且具有磁場(chǎng)的物質(zhì)，人類就生活在這樣一塊“磁鐵”之上，其所產(chǎn)生的地磁場(chǎng)就像一張無(wú)形的網(wǎng)一樣環(huán)繞著地球。對(duì)于地磁場(chǎng)的成因，科學(xué)家們?cè)?jīng)提出過(guò)許多假說(shuō)，有人認(rèn)為地球內(nèi)部有一個(gè)巨大永磁體導(dǎo)致地球磁場(chǎng)產(chǎn)生，還有人認(rèn)為是地球內(nèi)部放射性物質(zhì)所產(chǎn)生的熱量造成地球內(nèi)部溫差從而產(chǎn)生了電流并形成磁場(chǎng)。除此之外，還有旋磁效應(yīng)、霍爾效應(yīng)、電磁感應(yīng)等關(guān)于地球磁場(chǎng)成因的假說(shuō)。但以上假說(shuō)，都沒能充分解釋地球磁場(chǎng)的存在。

20世紀(jì)40年代發(fā)展起來(lái)的“發(fā)電機(jī)理論”，可以大致解釋地球磁場(chǎng)各種已知特點(diǎn)。該理論認(rèn)為，地球內(nèi)部液態(tài)的鐵流體在最初的微弱磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，像磁流體發(fā)電機(jī)一樣產(chǎn)生電流，電流的磁場(chǎng)又使原來(lái)的弱磁場(chǎng)增強(qiáng)，磁場(chǎng)增強(qiáng)到一定程度就穩(wěn)定下來(lái)，形成了現(xiàn)在的地磁場(chǎng)。目前地球的磁場(chǎng)向太空綿延數(shù)千公里，保護(hù)我們不受宇宙射線的侵襲，也阻止了生物賴以生存的大氣層不被太陽(yáng)風(fēng)等“吹跑”。……