想像一下地球內部有一個條形磁鐵，或多或少與軸對齊，該磁鐵的兩端靠近地球的地理北極和南極。這線從磁體的北極出發，繞一圈回到南極。在每個磁極，磁力線幾乎是垂直的。
雖然地球內部肯定不存在磁棒，但地球周圍也會發生同樣的現象，在整個地球周圍形成一個保護區，稱為磁棒， 根據美國宇航局。地球磁層和太陽風，是在北半球和南半球高緯度地區看到美麗的極光的原因。
地球的磁極和地理極彼此相對。換句話說，地球的磁南極實際上就在地球的磁南極附近。。因此，當我們使用指南針確定我們的位置時，指南針指針實際上在北半球指向南磁極，在南半球指向北磁極。
磁極不是固定的，相對於地理極點在地球表面有一點漂移。地球磁場強度的大約 75% 由“磁棒”表示。地球磁場強度的另外 25%（可以被認為是四處移動的較小條形磁鐵）來自移動岩漿的較小部分，並且可能是允許磁極移動的原因。
基於國家環境信息中心發布的數據2019年2月，磁北極位於北緯86.54°，東經170.88°，位於北冰洋內，從加拿大向西伯利亞延伸。地磁南極位於南緯 64.13 度、東經 136.02 度，位於澳大利亞方向的南極洲海岸附近。
場從哪裡來？
雖然仍然有點神秘，但科學家們普遍認為地球磁場是從地球開始的這個星球的。行星的外核由熔融金屬組成，主要是鐵，它是一種導體。
密歇根理工大學地球物理學教授阿列克謝·斯米爾諾夫說：“外核中攪拌的熔融金屬通過所謂的發電機作用產生[磁場]。”
發電機作用或發電機理論描述了行星維持磁場的方式。發電機或磁場源是由旋轉、對流和導電的材料（例如鐵水）產生的地球內部。
德克薩斯基督教大學物理學和天文學教授道格·英格拉姆說：“有大量的電離原子和自由電子在周圍漫遊，再加上內部正在發生一種複雜的對流形式，再加上地球的自然自轉——有很多移動的電荷。”
英格拉姆說，科學家認為，移動的金屬材料產生的電荷以圓周運動繞地球赤道區域移動，從而在地表產生南北磁極。
磁極為什麼會移動？
地球的發電機是持久的，但不穩定。現在，磁場正在迅速變化，磁北極突然發生變化。。根據該雜誌 2019 年發表的一項研究，自 20 世紀 90 年代以來，地磁北極平均每年移動約 35 英里（55 公里）。
斯米爾諾夫表示，流動的金屬岩漿的擾動可能是磁場不穩定的原因，而磁場不穩定可能導致這種極移。 《自然》雜誌的文章指出，加拿大地下深處液態鐵的運動可能會稍微削弱該地區的磁場，這使得北極向西伯利亞移動。
世界各地都可以看到其他電磁異常，例如在南部地區其中，磁場擾動（類似於流中的渦流）可能是由靠近行星液體外核邊界的地幔較緻密部分引起的。
極移和逆轉的歷史
據研究，雖然兩極在不斷移動，但在過去 30 億年裡，它們也完全顛倒了至少數百次。美國宇航局。在此過程中，通常每 200,000 到 300,000 年發生一次100到幾千年一次，磁場被擠壓和拉動，多個磁極在地球表面隨機出現。上一次完全逆轉發生在大約 78 萬年前。
磁場的歷史，包括變化和反轉，在地質記錄中得到了證明。岩石中發現的金屬（包括鐵）在熔融岩石凝固之前與磁場對齊，或者作為包含與磁場對齊的磁性金屬的碎片並沉積在沉積岩層中。
斯米爾諾夫說：“由於地球是一個動態且不斷變化的地方，新的岩石及其磁記錄在整個地質時期不斷產生。”他補充說，這些記錄可以保存數百萬或數十億年。
在大西洋海底也發現了類似的記錄，大西洋中脊不斷形成新的海底。
英格拉姆說：“當熔岩（通過構成山脊的長裂縫）湧到地表時，它就會熔化，懸浮在熔岩中的鐵顆粒會沿著地球普遍磁場的方向定向。”當熔岩凝固時，它將金屬沉積物鎖定在適當的位置，從而創造了地球磁場變化和逆轉的歷史記錄。
這些徘徊和翻轉的極點對我們星球上的生命意味著什麼？據介紹，在轉變和逆轉過程中，植物或動物生命的化石記錄中沒有出現劇烈的變化。，這表明磁極反轉對生命的影響很小。斯米爾諾夫說，儘管如此，科學家們推測，在磁場強度下降的時期，更多的宇宙輻射可能到達地球表面，導致基因突變率增加，從而促進進化。
其他資源：
- 看這個很酷地球磁層的可視化來自美國宇航局科學可視化實驗室。
- 了解NASA 磁層多尺度任務了解地球周圍的磁場如何連接和斷開。
- 看看這些漂移磁極的歷史位置地圖來自國家環境信息中心。
