Re: [問題] 請問地磁
※ 引述《wen0034 (qq)》之銘言：
: 請問地磁是怎麼產生的
: 是不是和電流有關，可是難想像地球有電流
: 請高手幫我解惑，感謝!
地表所觀測到的磁場，大部分都是起因於地核的電流造成。地核的主成分為金屬鐵，
因而擁有相對較高的導電性。假定地核中有同方向的電流，那麼地磁偶極的電流強度
將會高達數十億安培，但由於地核半徑約為3500km弱，佔了地球半徑的一半以上，故
說到電流密度的話，則是每平方公尺僅約數毫安培的程度而已。
由於地球內部的高溫，包含鐵在內，大多數的鐵磁性礦物都早已越過居禮點而消磁，
因此僅有地球的表層有強烈磁化的現象。整體來說，地球可以被稱為是一個巨大的電
磁鐵。
至於在地核中流動的電流，若沒有任何能量輸入的話，便會因為電阻而衰減，大約僅
十萬年左右便會消失。為了維持地核電流所存在的機制，稱為地球的發電機作用。
維持地磁存在的根本原因之一，便是地核的冷卻。地球誕生之時，地核是處於熔融狀
態，直到現在，藉由地震波傳遞方式的探知，我們了解到地核仍有一大部分是維持在
液態（另有一部分固化形成內核）。地核表面降溫，便會引發熱收縮使得密度上昇，
並因而下沉到地核的內部。另一方面，地核內部的熱液體則會上升，並將熱能釋放到
地函當中，這即為地核的熱對流運動。
因為熱對流所產生的動能，與普通的發電機相同；都會基於電磁感應的原理，將動能
轉變為電磁能，該過程如下所示：
1.地核中有初期電流
2.電流產生周圍磁場
3.該磁場中，液態鐵的熱對流運動會產生感應電動勢
4.由於該電動勢的作用產生電流
4的初期電流越強，其電流亦會以指數關係而放大。但是由於磁場中有電流流過會產生
勞倫茲力，其作用會對熱對流造成妨礙，因此電流與熱對流流速便會在適當的平衡下，
保有一定的數值。
普通的發電機是利用永久磁鐵的靜磁場來產生感應電動勢，但是地合則是利用本身的
電流所產生的磁場，來獲得感應電動勢，極為特殊。這種發電機制稱為自發發電。地
核的發電機作用可以用熱力學與電磁流體力學來描述，但是由於此為非線性過程的關
係，故數學上的解析並不容易。因此利用電腦進行的數值模擬從1980年代就開始進行。
特別是90年代後半之後，已經確認到在接近地球的環境下會有自發性的磁場生成。生
成的磁場不僅是沿著自轉軸的雙極磁場，包含地磁倒轉等時間變動等特徵也有再現。
沒事看著日本維基打出來的........
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