地球失磁与地磁极性倒转的探讨.pdfVIP

地震地磁观测与研究 第29卷第6期 SEISMoI．()(；ICALANDGEoMAGNETICVoI29No．6 2008年 12月 0BSERVATl0NANDRESEARCH Dec 2008 地球失磁与地磁极性倒转的探讨 李安生D 李国栋2’ 1)中国河南455002安阳师院物理系 2)中国武汉430074中国地质大学信息工程学院 摘要在地磁成因的磁核观点基础上，探讨了地球失磁与地磁极性倒转的可能原因，地球失磁可 能是内核温度升高造成的。地磁极性倒转发生在地球失磁之后，当内核温度降低至居里点以下 时，磁核将重新形成，其方向取决于最核心的磁粒，磁粒的磁场方向，取决于磁粒由顺磁质向铁磁 质转变的一瞬间，外部磁化力的合方向，这个方向可能是正的也可能是反的，则地磁极性可能不变 或倒转。 关键词地球失磁；地磁极性倒转；磁化l居里点}磁核 文献标识码：A 中图分类号：P318．2+1 文章编号：1003—3246(2008)06—0027—05 引言 地球磁场是地球的重要物理场之一，其强度不大，展布的空间却很大，保护着地球上的生 物和人类，免受宇宙辐射的伤害，是地球的重要环境因素之一。对人类的生存和发展起着至关 重要的作用。然而，地球的磁场并不稳定，其明显特点是，偶极磁场持续衰减，近1000年来， 地磁场偶极矩大约减小了25％，其中17％是近400年减小的，到了20世纪，地磁场加速衰减， 推测，照此速度衰减下去，地磁场将会在几千年内消失，或减小到发生极性倒转的临界值(徐文 耀，2004)。也有人推测，今后1 000年内可能有地磁场的反转(云中客。2006)。地球真的会失 磁吗?地磁极性会发生倒转吗?为什么地球会失磁和极性倒转呢?笔者在探讨地球基本磁场 的形成与变化规律时所得地磁场物理图像的基础上，探讨这一关乎人类生存和发展的大问题。 地磁场物理图像简介 地磁场的物理图像见图1。磁核是位于内核中心处的饱 和磁化的永磁球体，半径约220km。根据地震学家布伦 (K．E．Bullen)1970年提出的模式，地球分7层3大部分，即地 壳、地幔和地核，地核分外核与内核，外核是液态的，内核是固 态的，主要成分是铁和镍。固态的内核满足了铁磁体形成的必 要条件，而内核的巨大压强可能使居里点提高，高于内核的温 图l磁核与磁核的磁场分布 度而成为铁磁体。由于地球内部的压强是随深度的增加而增 1地幔，2外核，3内核，4磁核 作者简介：李安生(1948～)，男，河南安阳人，硪教授，主要从事基础物理教学与研究 28 地震地磁观测与研究 大的，内核中各部分的居里点可能随深度的增加而增高，变 M {。 E 化关系见图2。图2中0L是熔解曲线，QM是分解曲线，即 所有不同压强所对应的居里点的集合。由于内核成分主要 是铁和镍，是热的良导体，粗略认为内核等温，由于在内核中 心物质的居里点是最高的，且随半径的增加而逐渐降低，因 形 而形成了内核中仅有核心部分是铁磁体的状况。由于内核 么 中特殊的磁化环境，使内核在降温的过程中，因回转磁化力 s 的作用，而逐渐由一个饱和的单畴磁粒，生长成一个巨型的 N r 饱和磁化的永磁球体——磁核。它是地球偶极磁场的根源。 图2铁磁物质的熔解曲线OL