与地球磁场形成有关的圈层,地球磁场是怎么形成的

地球为什么会有磁场？

我们知道地球本身就像一块“大磁铁”，这个大指的是个头大，而不是磁场强度强。地磁场本身是很弱的，大概是25-65微特斯拉，即1特斯拉的十万分之一。作为比较，冰箱磁铁的典型数值是5毫特斯拉，即1特斯拉的千分之一量级。太阳黑子的典型磁场强度是0.3特斯拉，核磁共振的磁场强度是1.5-3特斯拉。物理实验中用的超导磁铁可以达到3-8特斯拉，之所以要用超导磁铁，是因为需要太强的电流才能产生这么强的磁场。

如果是用正常导体的话，由于导体的电阻不是零，导线会因为产生太多的热量而熔化。地球磁场的来源很复杂，细节很多，目前还没有最后定论。根据我了解到的信息，大致讲一下这里的思路。地磁场可以保护地球免受太阳风中带电粒子的撞击。在太阳系的早期，地磁场很弱，而太阳风很强。首先在太阳系诞生的早期，猛烈的太阳风会产生比现在强的多的磁场。

地球在轨道上运动，会受到这些磁场的作用。假设地球本身是个导体的话，地球就会因为“穿过”磁场而感生出电流，这些电流在导体中动起来，是会产生磁场的，这就是所谓“发电机机制”。问题是：地球为什么会是个导体？我们知道地球的半径是6370公里，其中铁合金存在的区域是最里面的3400公里。地球的最中心是一个固态的（铁）核，半径有1220公里，温度高达6000开尔文，之外是个液态区域，液态区域的外面是地幔，温度是3800开尔文。

由于地幔和地核之间巨大温差的存在，液态铁会在温度的驱动下产生对流，即热的液体上升往冷的地方浮，而冷的液体下降往地球中心沉。同时地球本身还在自转，在科里奥利力的作用下，液态铁会“旋转”起来，形成“环流”。这些环流就像螺线管上的电线，一旦电流在其中形成定向运动就会产生磁场。为了维持地球的磁场，就必须维持液态铁中的电流，必须与电流的“欧姆损耗”抗衡。

这里又是地核与地幔之间的温度差提供了驱动作用，从微观的角度说温差电效应会顺着温度的梯度建立温差电势。现在维持地核与地幔之间的温度差就成了维持地磁场的关键。首先地球的核心是热源，除了地核之外的物体下落到地核本身可以提供引力能外，地核还存在放射性元素，天然放射性为地核维持高温提供了主要的能源。地球上的主要天然放射性同位素，半衰期基本上都是十亿年数量级。

地球磁场形成的本质原因是什么？火星为何没有磁场？

科学爱好者报到。火星确实没有磁场。因为与地球相比，这颗行星已经“死去”了。地球之所以有磁场，是因为地球仍然“活”着，有融熔的液态地幔和炽热的金属地核。而且地核旋转一周所用的时间比地壳快一些，内快外慢的速度差产生了电流效应，相当于地核为转子，地壳为定子，如此形成了电磁场（电生磁）。地球磁场绝对是地球给我们最好的礼物之一。

它使高能粒子流（太阳风）无法接近地球磁层600公里高的顶端。它保护我们的大气层不被剥离，同时也使地球生命免受致命太阳辐射的伤害，可以说，没有这层磁场的保护，地球很难孕育出生命。（有生命也将是另外的形态）而火星就没有这么幸运了。据分析，火星刚形成时是有磁场的。那时它也有一个巨大的铁镍核心，有液态的地幔，有厚实的大气层。

但它体形不够大，又没有大一些的卫星，无法形成与太阳的引力牵拉，导致火星核心在39亿年前冷却了。如今它的核心只是一个凝固的巨大铁合金球，磁场也有，但强度仅为地球的0.1%，跟没有一样，无法提供任何保护了。因此，原本就引力不足的火星更加无法保存自己的大气层了。太阳风将它们一层层的剥离，“吹”到外层空间，最终将火星变成了如今的荒漠。