為什么地球會有磁場

對于地球磁場的產(chǎn)生，古時曾流傳著它來自北極星的神話。隨著近代科學技術的發(fā)展，人們對地球磁場的觀測不斷增多，對地球結構的研究不斷深入，先后出現(xiàn)了許多學說，試圖解釋地球磁場的產(chǎn)生，但并沒有一個定論。有人認為地球內(nèi)部有一個巨大永磁體并導致地球磁場產(chǎn)生；有人認為地球內(nèi)部有巨大的電流而導致強大電磁場形成；還有人認為，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；除此之外，關于地球磁場的學說還有旋磁效應、霍爾效應、電磁感應等。但以上這些假說，沒有一種能夠充分解釋地球磁場的存在。

20世紀40年代發(fā)展起來的“發(fā)電機學說”，到目前為止，可以大致解釋地球磁場各種已知的特點，在觀察、實驗和理論研究中都取得了較多的證據(jù)，受到越來越多的人的支持，這也是目前研究和應用較多的地球磁場學說。發(fā)電機學說認為，地球內(nèi)部的導電液體在流動時產(chǎn)生穩(wěn)恒的電流，這種電流的作用形成了地球磁場。20世紀90年代以來，地球物理學家用計算和模擬的方法證明，當?shù)厍騼?nèi)核轉得比液態(tài)外核快，那么經(jīng)過幾千年就可形成相對穩(wěn)定的磁場，而在一定時期之后，其極性又可以反轉。不過，地球內(nèi)部結構復雜，影響地球磁場的因素又很多，因此這個假說仍然需要進一步的觀測和實驗研究。并且，這個假說存在兩個難題：一是磁流體“發(fā)電機”的能量從哪兒來；其次，這個假說需要有一個初始的磁場，而初始磁場是怎樣形成的呢？這些成為了懸而未決的地球物理學重大難題。

（來源：科普中國網(wǎng)）

為什么大陸能漂移

魏格納在大陸漂移假說中曾試著解釋大陸漂移的動力機制：地球自轉會造成兩種分力——向西漂移的潮汐力和指向赤道的離極力，由于潮汐力和離極力的作用，原本像船一樣漂浮的泛大陸破裂，并與底下較重的、黏性的硅鎂層分離，分別向西、向赤道作大規(guī)模水平漂移。但是，地球自轉造成的這兩種力實在太微弱了，根本無法驅(qū)動大陸在洋殼上滑動，所以大家并不認同他的解釋。

隨著地球物理學的不斷發(fā)展，人們對地球內(nèi)部圈層結構有了越來越多的了解，地質(zhì)學家逐漸開始意識到大陸漂移的驅(qū)動力可能來自地殼之下。20世紀50至60年代，科學家發(fā)現(xiàn)了更多的相關證據(jù)：海洋探測證實，海底巖層相對于陸地更加薄而且更加年輕；對海底某些地震震源帶的綜合研究，顯示出板塊在海底的一些大型斷裂帶發(fā)生俯沖；在對大西洋的勘探中，人們使用聲吶數(shù)據(jù)最終確認，大西洋中部有一條海底山脈——大西洋中脊；美國“深海鉆探計劃”取到了深海巖樣，發(fā)現(xiàn)海底磁異常條帶沿洋中脊呈平行條帶狀對稱分布。

地質(zhì)學家綜合各方面的證據(jù)提出了海洋擴張學說，并最終發(fā)展出板塊構造學說。板塊構造學說認為，地球的巖石圈并不是一整塊，而是被分割成許多構造單元，這些構造單元叫作板塊。全球的巖石圈分為歐亞板塊、非洲板塊、美洲板塊、太平洋板塊、印度洋板塊和南極洲板塊。太平洋板塊主要由海洋巖石圈構成，除此之外，其他各大板塊都由海洋巖石圈和大陸巖石圈共同組成。在這些板塊下面有一個密度更大的半黏性圈層—軟流圈，板塊可以漂浮在軟流圈之上。同時，軟流圈內(nèi)部存在密度和溫度的差異，導致其內(nèi)部物質(zhì)可以對流，帶動上方的板塊移動。

一般說來，板塊內(nèi)部的地殼比較穩(wěn)定，而板塊與板塊的交界處是地殼運動比較活躍的地帶。在板塊張裂的地區(qū)，常形成裂谷和海洋，如東非大裂谷、大西洋就是這樣形成的；在大陸板塊相撞擠壓的地區(qū)，常形成山脈，如喜馬拉雅山就是印度板塊在向歐亞板塊碰撞過程中產(chǎn)生的；當大洋板塊和大陸板塊相撞時，往往形成海溝，成為海洋最深的地方；海溝后方的板塊受擠上拱，制造出高高隆起的島弧和海岸山脈。

（來源：科普中國網(wǎng)）