地球为什么会存在磁场?如果地球停止自转,磁场还会存在吗?

地球为什么会存在磁场?如果地球停止自转,磁场还会存在吗?


在宇宙中并不是所有的行星都拥有磁场。

比如地球的邻居火星就没有磁场的存在,这也是火星无法成为一颗宜居星球的重要原因之一,也有科学家认为很久以前的火星是存在磁场的,只是后来不知因为什么,导致了火星磁场的消失。所幸的是,我们的地球拥有稳定的磁场,而磁场对于地球生命的存在和发展具有重要的意义,可以说,磁场就是地球生命的保护层。

地球位于太阳系的宜居带之内,与太阳保持着不远不近的适宜距离,然而在这个距离上,地球也要面对来自太阳的风险,那就是太阳风,太阳风的本质是一种高能离子流,如果太阳风直接吹拂地球大气,就会将地球大气吹散,失去了大气层,液态水就会蒸发逃逸,强烈的紫外线照射也会让地球生命失去生存的空间。


而这一切之所以都没有发生,就是因为地球拥有磁场的保护,地球磁场非常强大,可以对地球上方7万公里的范围产生影响。

太阳风的主要成分为氢电离子,当太阳风到达地球附近的时候,会受到来自地球磁场的干扰,之后这些氢电离子就会沿着地球磁场线的方向运动,而最终到达地球的两极,并在地球两极与电离层发生作用,继而产生一种美丽的景观,极光。

可见,地球磁场对于地球生命的意义非凡,那么地球是如何产生磁场的呢?这里,我们要引入一个物理学名词,科里奥利力。科里奥利力是由法国气象学家科里奥利所提出的一个假想中的力。也就是说这个力并不是客观存在的。物体的运动会产生惯性,而科里奥利力就是由此而生。


在一个旋转体系中,质点在进行直线运动的时候会由于惯性产生相对于旋转体系的运动偏移,而科里奥利力就是对这种偏移的描述。

在加入了科里奥利力之后,便可以向描述普通惯性系中的运动一样简单去描述旋转系统中的运动了,而由于地球本身就处于不断旋转之中,所以科里奥利力的提出对于描述地球上的流体运动具有着重要的意义。

地球不断自转,而在地球内部全部是可流动的熔岩物质,特别是地球的内核,是铁与镍的对流,于是在科里奥利力的作用下,磁场就这样诞生了。地球磁场的产生除了和本身的自转相关以外,还与月球有着很大的关系,由于月球引力的影响,地球内部的熔岩活动会更加活跃,地球磁场也会因此而相应增强。


如果让地球停止自转,地球磁场是否就会从此消失呢?

当地球的自转停止,地球内部的熔岩活动会大幅度放缓,磁场也会相应减弱,但并不会彻底消失。那么如果将月球推离地球,地球磁场是否会消失呢?失去了月球引力的影响,地球内部的熔岩活动会进一步放缓,磁场也会进一步减弱,但从理论上讲,仍然不会完全消失。

而且这件事只能够从理论上来讲,因为我们无法真正把地球停下来,也没有办法将月球推出去。而且让地球停止自转对于现在的人类来说是没有任何好处的,磁场减弱了,也就无法应对太阳风的侵袭,除非在遥远的未来,由于太阳系环境的变化,我们打算将地球移动到其它的区域,才会考虑让地球停止自转。


让地球停止自转,无论是在现在,还是未来都是一件难以完成的任务。

这是因为,我们可以像科幻作品中描述的那样,给地球安装巨型发动机,施加与地球自转方向相反的力,来帮助地球减速并最终停止自转,但我们忽略了一个关键的问题,那就是地球并不是一个实心的铁球,实际上它更像是一个鸡蛋。

​地球的表面是地壳,就如同鸡蛋壳一般,而在地球的内部则是直径达到1万公里以上的熔岩物质,就如同鸡蛋的蛋清。而关键在于地球这个鸡蛋一直在进行高速自转,我们可以让鸡蛋壳停下来,但里面的蛋清并不会同步停止,试想一下,一个停止自转的地球,而内部的熔岩物质却仍处于高速自转之中,那么地球可能会湮灭在火山、地震以及各种难以想象的巨大灾难之中。#科学每一天#