地磁學
定義
地磁是地球周圍延伸到太空的磁場，主要由地球核心中導電物質的運動產生。
來源
地磁由多個來源產生，包括：
- 地球核心導電物質的運動（主磁場）
- 大氣電離層中的電流
- 地殼中的電流
此外，山脈、礦物、斷層、交通工具和電纜也會產生區域地磁異常。
歷史意義
人類早在古代就發現了地磁性，並利用指南針進行導航。這項發現促進了遠洋航行和航海時代，極大地影響了貿易、戰爭和文化交流。
太陽風的影響
太陽不斷釋放帶電粒子（太陽風）。如果太陽風直接襲擊地球表面，將對生命造成危害。但地磁阻擋了大部分太陽風，保護了地球及其上的生物。
對動物的影響
一些動物，如海龜和候鳥，利用地磁進行導航。
地磁場的測量
地磁場可以用磁場強度、方向和傾斜來測量。最基本的測量方法是用指南針確定磁北極的方向。
地磁場的變化
地磁場會隨時間而變化，包括短期變化和長期變化。
短期變化
持續不到一年的地磁場變化主要是由電離層和磁層中電流的日常波動和磁暴引起的。
長期變化
長期變化是指持續時間在一年以上的變化，反映了地球內部的長期變化，特別是富含鐵的內核。
地磁反轉
地磁反轉是一個極端的地磁場變化，地磁南北極互換位置。反轉沒有週期性，其間隔從數十萬年到數千萬年不等。
地磁勘查
地磁勘探利用磁性礦物中的剩餘磁性來確定岩石和地層的年代。
地磁圈
地磁圈是地磁場在電離層以上的影響範圍，它可以將太陽風和宇宙射線中的帶電粒子偏轉和阻擋。
未來趨勢
目前の地磁場正在減弱，但減弱速度在過去幾千年的正常波動範圍內。地磁北極正在向西伯利亞方向漂移，速度正在加快。
地磁的組成
| 成分 | 特性 |
|---|---|
| 主磁場 | 由地球核心的對流運動產生，佔總磁場強度的 90%。 |
| 外加磁場 | 來自於電流系統和磁性礦物，佔總磁場強度的約 10%。 |
地磁的機制
1. 地核的對流運動
地球核心的液態鐵和鎳發生對流運動，產生電流，從而形成主磁場。
2. 電流系統和磁性物質
地殼和地幔中存在電流系統和磁性物質，這些會與主磁場相互作用，產生外加磁場。
地磁的特性
地磁對地球和人類的影響重大：
- 動物導航：許多動物利用地磁進行導航。
- 人類導航：指南針是利用地磁進行方向定位的工具。
- 地質調查：地磁測量可以透視地球內部結構。
- 磁層保護：地磁形成磁層，保護地球免受太陽風和宇宙輻射的影響。
- 科學研究：地磁變化可以提供地球動力學和氣候變化的線索。
地磁的變化
地磁並非恆定不變，而是會經歷長期和短期的變化：
- 長期的地磁反轉：地磁 полю會週期性地反轉，約每百萬年發生一次。
- 短期的地磁擾動：太陽風和磁暴會引起短期的地磁擾動，影響通訊和電力系統。