地磁场的相关知识
地磁场对人类的生产和生活有着重要的意义。
行军和航海利用指南针上的地磁场的作用来定向。人们还可以根据地面地磁场的分布特征寻找矿藏。地磁场的变化会影响无线电波的传播。当当地磁场受到太阳黑子活动的强烈干扰时，远距离通信就会受到严重影响，甚至中断。如果没有地磁场，来自太阳的强大带电粒子流(通常称为太阳风)不会被地磁场偏转，直接撞击地球。在高能粒子的轰击下，地球的大气成分可能不是现在的样子，生命也不会存在。所以地磁场这个“保护伞”对我们来说很重要。
地磁场的发现
我国宋代科学家沈括(1034-1094)最早在公元1086年记录了磁偏角，说“方嘉(术士)用磁铁磨针，则可导，但往往略东，不全南”。沈括是历史上从理论角度研究磁偏现象的第一人。提出系统的原始理论的是英国人吉尔伯特。他在1600年写的《磁铁》一书中，记录了当时许多关于磁铁性质的事实，创造性地做了一个划时代的实验:把一块天然磁铁磨成一个大磁球，把一根小铁丝做成的小磁针放在枢轴上，放在磁球附近，发现这个磁球上的小磁针的各种行为和我们在地球上看到的指南针一模一样。吉尔伯特用粉笔在小磁针的方向上做了标记，画出了许多子午线圈，类似于地球的子午线，还有一条赤道，小磁针在那里与球体平行。所以吉尔伯特提出了一个理论，地球本身就是一个巨大的磁铁，磁子午线与地球相对的两端，即磁极相遇。
地磁场的起源
地球为什么会有磁场，目前还不得而知，一般认为是地核内液态铁流动造成的。最有代表性的假说是发电机理论。从65438年到0945年，物理学家埃尔萨瑟根据MHD发生器的原理，认为液态外核在初始弱磁场中运动时，像MHD发生器一样产生电流，电流的磁场加强了原有的弱磁场，使外核物质与磁场相互作用，不断加强原有的弱磁场。由于摩擦热的消耗，磁场增大到一定程度并趋于稳定，形成了现在的地磁场。
还有一种假设，铁磁性会在770℃(居里温度)的高温下完全消失。在地层深处的高温状态下，铁会达到并超过其熔点成为液态，永远不会形成地球磁场。用“磁现象的电本质”来解释，认为根据物理研究的结果，物质的原子在高温高压下的核外电子会被加速向外逃逸。因此，在6000K的高温和360万个大气压的环境下，大量电子会从地核逃逸，地幔之间会形成负层。根据麦克斯韦电磁理论:电产生磁，磁产生电。所以，要形成地球南北极的磁场，就要形成旋转电场，地球的旋转必然引起地幔负层的旋转，也就是旋转负电场，磁场由此而生。
地磁场对生物活动的影响
很多迁徙的动物，比如海龟、鲸鱼、候鸟等等，每年都可以迁徙上千公里，经常经过汪洋大海，但还是能确定准确的位置。科学家发现，海龟可以通过地球磁场以及太阳和其他恒星的位置来辨别方向。但是对于迁徙的海龟来说，光有方向感是不够的。他们也可能有一张“地图”来明确自己的地理位置，最终到达一个特定的目的地。肯·罗曼(Ken Loman)在北卡罗来纳大学教堂山分校的研究团队发现，绿海龟对不同地理位置之间的地磁场强度和方向的差异非常敏感，它们可以通过地磁场为自己绘制地图。
信鸽能飞回很远的地方而不迷路，也是由于地磁的帮助。
地磁场的强弱称为地磁感应(应力)，地磁场的磁子午线与地理子午线的夹角称为磁偏角，地球上某处地磁场的方向与地面水平方向的夹角称为磁偏角。这三个物理量被称为“地磁三要素”。但是，从地球的一个地方到附近的另一个地方，地磁元素的变化一般很小。
地磁图记录了地球表面各点的地磁场基本数据及其变化规律。它是航海、航空、军事和地质工作不可缺少的工具。船舶和飞机航行时，地磁方位是用磁罗盘测量的，所以只有知道当时当地的磁偏角值，才能确定地理方位和航行路线。
一般来说，地磁元素的变化很小，但与太阳活动密切相关的磁暴现象发生得很突然。这是因为当太阳黑子活动剧烈时，释放的能量相当于几十万颗氢弹的爆炸威力，同时喷射出大量带电粒子。这些射向地球的带电粒子形成的强磁场叠加在地磁场上，使地磁元素在正常情况下发生剧烈变化，从而引起“磁暴”。当磁暴发生时，地球上会发生许多奇怪的现象。美丽的极光将出现在黑暗的北极上空。指南针会摆动，短波无线电广播会突然停止，依靠地磁场“导航”的鸽子也会迷失方向，四处乱飞。地磁场可以阻挡来自太阳的宇宙射线和高能带电粒子，是生物躲避伤害的天然保护伞。
因此，这个“超巨型”的地磁场对地球形成了“保护盾”，减少了来自太空的宇宙射线的入侵，使地球上的生命得以生存和生长。没有这个保护盾，外星宇宙射线会把最早出现在地球上的生命幼苗全部杀死，根本不可能在地球上繁衍。
地球某些地区的岩石和矿物是有磁性的，在这些埋藏矿物的地区，地磁场会发生巨大变化。这种地磁异常可以用来探测矿藏，寻找铁、镍、铬、金、石油等地下资源。
强震前，地磁三要素也会发生变化，产生局部地磁异常的“震磁效应”。这是因为地壳中的许多岩石都具有磁性，当这些岩石受力变形时，它们的磁性也会发生相应的变化，从而可以更准确地做出“震前预测”。
地磁场被翻转过很多次。
科学家通过对海底熔岩的研究发现，地球磁场已经翻转了很多次。众所周知，炽热的岩浆含有成千上万种矿物质，就像一个“小指南针”。当岩浆冷却下来，这些“罗盘”也是固定的，没有变化。这样，它的“南北极”的方向就记录了当时地球磁场的方向。研究表明，地球磁场平均每50万年翻转一次，最近一次翻转发生在78万年前。由于一百多年来磁场一直在减弱，人们不禁担心地球磁场的又一次“大变脸”是否即将到来。
科学家指出，地核周围的铁流体(熔体)就像一台“发动机”，不断将巨大的机械能转化为电磁能，从而形成了地磁场。铁液有时会形成巨大的漩涡，迫使自身流向改变，从而引起地球磁场的变化。地磁场的双极反演是一个极其漫长的过程，大约需要5000年到7000年才能完成。本来这并不是一件可怕的事情，但是在这个过程中，保护人类免受强紫外线辐射的地球磁场将会彻底消失，这将会产生极其严重的后果。
地球磁极的转变和消失有什么影响？
对于人类和所有生物来说，地磁转换是灾难性的。地磁消失后，宇宙中的各种射线会直奔地表，生活在地球上的生物会失去“保护伞”，受到强辐射的伤害。有科学家认为，地磁场的变化会导致染色体畸变，使动植物变异生长。因此，地球磁极的转换是人类面临的最大威胁。