小学生科普知识:认识地球磁场

地球磁场知识同学们都知道多少?今天就由童乐福儿童网科学小编带同学们认识地球磁场。​​​​​image.png

适合年龄:12岁以上

难易程度:中级

1970 年 1 月 5 日,我国云南省通海县发生了一次 7.7 级的强烈地震。地震前,有人发现半导体的音量突然减小,杂音增大,特别是在震前几分钟,半导体的声音突然中断了。而且在大地震来临之前,各种动物往往会出现极度烦躁的现象:鸡鸣狗吠,鱼儿浮出水面等等。为什么在地震前会出现这种现象呢?这得从地球的磁场说起。

众所周知,我们所居住的地球是一个巨大的磁体,地理北极对应地磁南极,地理南极对应地磁北极。早在战国时期,我国就出现了指南针。但是,地球的磁极与地理南北极并不一致,1909 年 1 月 16 日,美国考察队首先确定磁极的位置,计算的结果为磁北极位于南纬 72 度 25 分,东经 155度 16 分,磁极每年移动约 10 公里。据 1965 年测定,地磁北极位于东经139.9°、南纬 66.6°的南极洲威尔克斯附近,地磁南极位于西经 100.5°、北纬 75.5°的北美洲帕里群岛附近。早在十一世纪,我国科学家沈括就发现了这一现象,他在《梦溪笔谈》中写道:“以磁石磨针锋,则能指南,然常微偏东,不全南也。”地球表面上通过地理南北极的大圆圈是地理子午线,同样,通过地磁南北极的大圆圈叫地磁子午线。地理子午线与地磁子午线存在着一定的夹角,叫做磁偏角。地球上的磁偏角会因地而异,因时而异。例如,1960 年测定,北京的磁偏角是偏西 5°45′,而广州为偏西 0°56′。可是十年之后,北京为偏西 5°54′,广州则为偏西 1°10′。磁针和水平方向形成的夹角,叫磁倾角。我国的南沙群岛磁倾角为零,北极附近为 90°,而南极附近为-90°。地磁场的强弱叫做地磁感应强度。在地磁南北极,垂直强度最大,大约是 0.7×10-4 特斯拉,水平场为零。在地磁赤道上,水平强度最大,约为 0.4×10-4 特斯拉,而垂直强度为零。地磁感应强度、磁偏角和磁倾角,构成“地磁三要素”。

地球磁场

地壳虫的岩石,含有许多磁性物质。当地震来临之前,这些岩石要发强烈的形变,地磁三要素会发生改变,造成地磁局部异常,这就是所谓的“震磁效应”。由于磁场的剧变,就会使电磁波的传播发生异常,致使半导体接收不到电台的讯号。而一般的动物对磁场的反应比较灵敏,由于长期适应了地磁的大小,当磁场突然改变时,就会出现烦躁不安的现象了。因此,在地震观测站,往往养有各种小动物。地磁除了应用于预报地震之外,还常常用来探矿,而且在军事上也有广泛的应用。

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