地球磁場的變化過程及特征

郎彥紅

摘 要： 地球的磁場變化與整體地球內部的物理過程有著極其重要的現實性，聯系對地質歷史時期地磁的變化，以及相對的地面對流等諸多活動進行研究。并且對海洋磁場異常等諸多現象進行探討，能夠使生物滅絕、氣候演化等諸多現象的內在聯系予以進一步探究，同時可以對地球內部的物理過程及相應的演化史得以進一步的掌握。而地球磁場在發生變化時，所導致的相應現象往往具有一定程度的滯后效應。文章對地球磁場的變化及相應的過程與特征進行詳細的分析，希望能夠對地球的科學研究工作起到一定程度的現實參考。

關鍵詞： 地球磁場;變化過程;地球結構

【中圖分類號】O441 【文獻標識碼】A 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.31.281

1 相關問題的提出

改革開放40年來，整體自然資源環境的構建及相應災害問題的發生，使地球科學的研究工作出現了一定程度的新型挑戰新時代的科學發展要求，在對地球進行有效的科學研究的過程中，需要對其自身的演化規律及各個圈層內所擁有的相互作用予以充分的考量，同時需要對各個圈層的作用機制予以進一步探索。而地球自身的各個圈層，包括巖石圈，大氣圈，生物圈及水圈，而各個成圈內部的耦合作用與整體地球磁場之間存在著一定程度的內在聯系。在對地球科學進行相應的研究過程中，需要從三維空間及四維時空的發展予以進一步的探討，進而使時間維度的作用得以進一步的凸顯。在對地球內部深度與時間所擁有的關系進行探討過程中，對地震及相應的高溫高壓實驗進行相應的對比與研究，將無法達到較為優質的研究效果，而對整體地球磁場進行有效的研究，將進一步彌補地震與高溫高壓實驗研究所具有的不足點，地球磁場就其自身而言，是地球表面所擁有的優質物理場。地球磁場的變化能夠充分的反映外和對流以及河畔邊界的具體演化過程。其自身的產生主要與液態鐵的組成及外和流體力學具有一定程度的現實關系。同時地幔的自身運動會對外和核流體的運動狀態進行相應的影響，進而使整體地球磁場出現一定程度的現實變化。由此對外和流體運動，下地幔結構，以及相應的和幔邊界的耦合狀態進行詳細的研究，可以對地球磁場自身的變化予以充分的了解。

2 對古地磁學進行相應的研究

在對地球演化過程及地球磁場變化進行相應的研究過程中，需要充分的對古地磁學予以進一步的了解與應用。通過對古老巖石板塊相對于地球旋轉軸所進行的相對運動，進而可以對古地磁的分布狀況予以充分的確定。并且對古蒂詩學的研究，能夠對巖石圈地幔地核之間所具有的相互互用性及相應的演化提供有效的考量依據。此外地球在整體的運轉過程中，一定會對宇宙宙演化規律予以進一步的遵守，而各類天體事件的發生，將在不同層數上對地球的自身運動以及整體地表氣候與磁場變化等諸多問問產生一定程度的現實影響。從而使地球的空間磁場產生一系列的現實變化，進而使地球的氣候變遷即同位素穩定性與放射性同位素的含量產生一定程度的現實變化。因此在對地球磁場進行相應的研究過程中，需要充分的結合重大天天世界氣候演化以及古地磁學等諸多課題，進而使整體地球科學的研究程度更加完善。

3 對地球磁場矢量場的研究

就地球磁場自身特性而言屬于矢量場。并且對矢量場的強度進行研究是地球磁場研究的要素之一。近些年地球磁場強度與地球自身演變所存在的諸多現實關系，對固體地球科學產生了一定程度的現實影響。然而由于目前科技下對地球磁場的鼓強度進行有效測定的方式及理論具有著較為多元化的復雜性。進而使相應的研究者無法對整體地球在歷史時期的磁場變化予以全面的了解。傳統的古地磁研究其研究范圍，往往僅對磁場的方向變化予以相應的分析。進而不能對地球磁場的相對強度，以絕對強度進行詳細的探究，從而使地球磁場的了解全面性，受到了一定程度的阻礙，而近些年由于時代的發展以及相應科技的進步，并且具有可靠性與高度研究價值的理論得以不斷的完善，進而使通過相應的技術方法對地球磁場的絕對強度數據進行有效分析的時機逐步成熟。并且被業界所廣泛的關注。

4 改革開放以來的地球磁場研究

在改革開放近40年的時間內。地球科學研究者已經能夠對1億年前至今的地球磁場及倒轉序列進行詳細的研究，并且通過相應的數字化統計模型對地球磁場倒轉的頻率進行了相應的分析。但盡管如此，相應的科研人員依舊對整體磁性倒轉期間，地球磁場所具有的變化規律無法得以進一步的掌握，因此在目前的地磁學研究過程中。地球磁場磁性倒轉的相關內容，仍然是整體研究范圍較為關注的熱點問題之一。尤其對地級轉換期間，整體地球磁場的時空變化以及相應的特征與地球起源，地面結構等諸多研究理論的關聯性，是目前第4科學在發展過程中所主要的研究課題之一。我國相應的科研人員于上世紀60年代便開始始詞性轉換過程中，整體地球磁場所出現的現實狀態進行詳細的探究，但由于整體磁場在轉換期間，其時間維維相對較長，可達上千年之久，并且由于古地磁測量技術的不健全性，進而使相應研究的進展速度相對緩慢。直到本世紀初整體古地磁測量技術得到了較為優質的發展，進而使地球磁場轉換期間，地球磁場的相應強度研究得以進一步實現。

當地球磁場發生相應的轉換過程時，如果極性轉換，只有非偶極子場存在，則在任意精度上均會散布虛地磁極。在對地球磁極與磁場轉換進行相應的研究過程中，相應的科研人員充分對黃土沉積物進行了詳細的研究，進而得出一定程度的研究結果。當地球磁極發生轉換時，整體轉化過程中的磁力強度將下降五成以上，而整體磁極倒轉過程往往由多次快速的倒轉而進一步形成快速倒轉的過程，往往需要經過100年以上的時間尺度予以完成。而有時這一倒轉過程存在一定程度的突變性特征。此外在地球磁極進行轉換的過程當中，整體地球磁場的強度出現大幅度的衰減，將預示著整體磁場的倒轉，其變化的主要原因，可能由于地球磁場發生了強度性的變化。目前地球磁場的外在特征為偶極子場，而偶極子的衰減將進一步導致整體地球磁場強度的衰弱。進而使整體的地球磁場變化得以進一步的發生。

參考文獻

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