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牧师

为什么地球的磁极现在(过去)在它们的位置上?

这是一个后续问题是什么导致地球有磁极?

地球有磁场，根据发电机理论我大致理解其中的原因。如果地球的自转影响地球磁场，那么磁极与旋转平面正交似乎也是很自然的。

但有几件事我还是不明白:

为什么磁极位于地理极点附近，而不是恰好在地理极点上?
为什么它们会随时间漂移?
为什么地球磁场有时会改变极性?
极性的变化是基于某种周期的吗?它们能被预测吗?

回答

实际上，这三个问题都是直接相关的。正如你所提到的，地球磁场是由外核中熔融导电物质(可能主要是铁)的流动产生的。(与普遍的看法相反，只有外核和海洋是液体的。地壳、地幔和内核都是固态的。固体可以流动，但它们有抗剪强度。液体没有剪切强度。)然而，这种流动是湍流的。因此，地球磁场可以用两极来描述，但实际上，它要复杂得多。部分原因是地壳结构(例如，我们在地球物理学中通常使用的磁异常，例如，定位火成岩入侵或了解海洋地壳的演化)。然而，由于地壳结构的部分变化并不快，只影响一个非常小的区域。 The "longer wavelength" (i.e. broader) differences are due to variations in the flow of the outer core. Every "eddy" (i.e. any vorticity) in the flow produces its own magnetic field. The sum of these is what produces the global magnetic field. At the surface, we're a significant distance from the flow that produces the magnetic field. Therefore, it gets "smoothed out" and these small perturbations are less apparent. It looks fairly close to a single magnetic dipole because the bulk of the flow is approximately around Earth's rotational axes. This is the answer to your first and second questions. The magnetic field is not the result of a single "current" of laminar flow, but rather the sum of much more complex turbulent flow. Therefore, it doesn't exactly match the rotation axes, and the position of the magnetic poles changes over human timescales. I'll hold off on answer the third question, as you split it into a separate question, but basically, the flow tends to self-organize, producing a strong magnetic field that's close to a single dipole. Then, for reasons that aren't entirely clear, it episodically de-stabilizes (basically, you'd have multiple equally strong poles that somewhat cancel each other out), and then re-stabilizes (sometimes in the opposite direction). If you're interested in a "pop-sci" style writeup, there was a very nice [Scientific American piece][1] on this awhile back written by Glatzmaier (a very big name in the field). Unfortunately, the web version is missing the figures that were in the print version, but they're mostly from [Glatzmaier & Roberts, 1995][2] or one of the follow-up papers by the same authors. [1]: http://www.scientificamerican.com/article/probing-the-geodynamo-2005-07/?page=1 [2]: http://www.es.ucsc.edu/~glatz/pub/glatzmaier_roberts_nature_1995.pdf

编辑总结

取消

\ begingroup美元你现在可以展开你的回答了，我又把这两个问题合并成一个问题了。我还增加了子问题4。 \ endgroup美元
- - - - - -帕维尔V。
2014年4月16日15:54
\ begingroup美元虽然有“共识”理论，但发电机并不是唯一的理论。举几个例子，地核的热电流产生地球磁场而且660公里处的全球耦合被提出来解释板块构造和地球磁场的产生．后者提出了一种极性变化的机制(在该理论中，强度和极性取决于660km间断面上下岩浆旋转速度的差异)。 \ endgroup美元
- - - - - -哪Birkmanis
2020年1月5日18:44

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