地磁场

地磁场，也称为地磁场，是从地球内部延伸到太空的磁场，在那里它与太阳风相互作用，太阳风是从太阳发出的带电粒子流。 磁场是由地球外核中铁水和镍混合物的对流运动产生的电流产生的：这些对流是由地核逸出的热量引起的，这是一种称为地球发电机的自然过程。 其表面的磁场强度范围为 25 至 65 μT（0.25 至 0.65 G）。 作为近似值，它由当前相对于地球旋转轴倾斜约 11° 角的磁偶极子场表示，就好像有一个巨大的条形磁铁以该角度放置穿过地球中心 . 地磁北实际上代表地磁南极，反之地磁南极对应地磁北极（因为异极相吸，磁铁的北端像罗盘针一样指向地球 的南磁场，即靠近地理北极的北地磁极）。

虽然北极和南磁极通常位于地理极附近，但它们在地质时间尺度上缓慢而连续地移动，但速度足以让普通罗盘继续用于导航。 然而，在平均数十万年的不规则时间间隔内，地球的磁场会反转，南北磁极会突然互换位置。 这些地磁极的倒转在岩石中留下了记录，对过去古地磁学家计算地磁场具有重要价值。 这些信息反过来又有助于研究板块构造过程中大陆和洋底的运动。

磁层是电离层上方的区域，由空间中的地磁场范围定义。 它延伸到太空数万公里，保护地球免受太阳风和宇宙射线的带电粒子的影响，否则这些粒子会剥离高层大气，包括保护地球免受有害紫外线辐射的臭氧层。

地磁场使大部分太阳风偏转，否则太阳风的带电粒子会剥离保护地球免受有害紫外线辐射的臭氧层。 一种剥离机制是气体被捕获在磁场气泡中，这些气泡被太阳风撕掉。 对太阳风清除离子造成的火星大气中二氧化碳损失的计算表明，火星磁场的消散导致其大气层几乎完全消失。

对地球过去磁场的研究被称为古地磁学。 地磁场的极性记录在火成岩中，因此可以检测到磁场的反转，如以海底扩张的洋中脊为中心的条纹，而反转之间地磁极的稳定性允许古地磁学追踪 大陆过去的运动。 反转也为磁性地层学提供了基础，磁性地层学是一种对岩石和沉积物进行年代测定的方法。 该磁场还使地壳磁化，磁异常可用于寻找金属矿床。

尽管磁偏角确实会随时间变化，但这种漂移速度足够慢，一个简单的指南针仍可用于导航。 使用磁感应，各种其他生物，从某些类型的细菌到鸽子，都使用地磁场进行定位和导航。

在任何位置，地磁场都可以用三维向量表示。 测量其方向的典型程序是使用罗盘来确定磁北的方向。 它相对于真北的角度是赤纬 (D) 或变化。 面向磁北，磁场与水平面所成的角度是倾角 (I) 或磁倾角。 磁场的强度 (F) 与其施加在磁铁上的力成正比。 另一种常见的表示形式是 X（北）、Y（东）和 Z（下）坐标。

场强通常以高斯 (G) 为单位测量，但通常以微特斯拉 (μT) 报告，其中 1 G = 100 μT。 纳特斯拉也称为伽马 (γ)。 地球磁场的范围大约在 25 到 65 μT（0.25 到 0.65 G）之间。 相比之下，强力冰箱磁铁的磁场约为 10,000 μT (100 G)。

强度等高线图称为等动力图。 正如世界磁模型所示，强度从两极到赤道趋于减弱。 最小强度出现在南美洲上空的南大西洋异常区。