为什么地球有磁极？

但是这些杆子是从哪里来的，它们是做什么的？为了回答这些问题，让我们从我们的星球中心之旅开始

地核分为两层：固体内核和熔融金属内核。这两层都是由磁性铁和镍的混合物制成的，还有一些较轻的元素，如氧、硅和硫

内核非常致密和炽热，就像一块巨大的白炽大理石。但外核是流体，它以自己的对流围绕着这个固体物质旋转。纽约罗切斯特大学的地球物理学家John Tarduno告诉《现场科学》，正是这种持续的对流产生了地球磁场

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当热量从内核不断辐射到内核时，它会遇到板块构造活动冷却的物质。这种循环驱动对流，产生产生磁场的所谓地球动力学

其他行星，如火星和金星，没有磁场，部分原因是它们缺乏板块构造。有证据表明，这些行星可能曾经拥有自我维持的地球动力学，但由于未知的原因，它们逐渐消失了。水星的磁场确实很弱，但它的强度只有地球的1.1%，对保护地球免受太阳辐射没有多大作用

当地核中的液态金属流动时，它的运动和高铁含量使地球像一个巨大的偶极磁铁，有一个带负电的极和一个带正电的极。大约80%的地球磁场是这样组织的，但剩下的20%是非偶极的；Tarduno说，磁场在某些区域产生漩涡和涡流，而不是形成平行的磁场带，其行为“就像漂浮在周围的天气模式”

这些不规则的图案会在磁场中产生奇怪的斑块&mdash；比如南大西洋异常，这是大西洋的一大片区域，地球磁层的强度急剧下降。研究人员认为，磁场中的这种“凹痕”源于非洲地下不同寻常的构造活动。像南大西洋异常这样的区域令人着迷，但也令人担忧，原因有几个

明尼苏达大学专门研究古地磁的地质学家Joshua Feinberg告诉《现场科学》：“磁层就像一个保护层。”。它有助于将大量危险的太阳辐射从地球上转移开，就像一层全世界的防晒霜。在磁层较弱的地区，额外剂量的辐射泄漏，可能导致癌症的发病率更高

塔杜诺说：“另一个令人担忧的问题是对卫星的影响。”。来自太阳的辐射爆发；所谓的日冕物质抛射，如果卫星和其他航天器没有受到地球磁场的屏蔽，它们可能会被摧毁。这可能会对受异常影响地区的电信、互联网接入和GPS服务产生灾难性影响

根据2020年发表在《美国国家科学院院刊》上的一篇论文，南大西洋异常可能有1100万年的历史；这可能与另一种行星磁场现象有关：磁极反转

地球磁场的历史记载在古代熔岩流和深海沉积物中。这些类型的岩石材料富含磁性金属碎片，如微小的铁片，它们沿着磁力线定向。范伯格说：“最终，最初的排列被锁定在沉积物中，我们得到了地球磁场如何定向的这些深层时间记录。”

从这些记录中，科学家们知道我们星球的磁极会随着时间的推移而漂移。目前，地理上的北极距离其对应的磁极约310英里（500公里）（目前，从技术上讲，南极是磁性的南极）。据美国国家航空航天局称，大约每30万年，两极就会突然翻转，使磁场南北翻转