學生科普講座稿《指南針背后的奧秘》

1、學生科普講座稿指南針背后的奧秘大家好，很高興能在科普小講堂和大家見面。我今天分享的主題是指南針背后的奧秘。羅盤為什么會指向北方呢？答案是因為羅盤受到了磁北極的吸引，但磁北極與我們通常所說的地理上的北極點不是同一個地方。在地球上存在 著一個環(huán)繞地球的地球磁場，這個磁場好像一個巨大的能量 氣泡一樣包裹著地球，磁北極就是這個能量氣泡在北半球的 頂點。雖然地球磁場一直延伸至外太空，但它其實起源于我們 腳下2900千米處的地核。地球的外核部分是由液態(tài)鐵和液 態(tài)鍥組成的灼熱“海洋”。這片海洋在不斷翻涌著，靠近內(nèi) 核的液態(tài)金屬被內(nèi)核加熱后就會上浮，在靠近溫度相對較低 的地幔后又會降溫下沉，從而形成環(huán)流。同時

2、，地球的自轉(zhuǎn) 又會使流動著的液態(tài)金屬旋轉(zhuǎn)，把環(huán)流扭曲成渦流。這些具 有導電性的液態(tài)金屬不停流動，就好像一個發(fā)電機一樣，產(chǎn) 生電力的同時也產(chǎn)生磁場。與常見的條形磁鐵類似，地球磁場也匯聚在兩端，也就 是說磁場的強度在南化磁極處最強，從南北極呈放射狀向四 周發(fā)散，將整個地球都包裹在內(nèi)，所以實際上我們身邊處處 都有地球磁場。地質(zhì)證據(jù)表明，這個“地球發(fā)電機”可能至少在34.5 億年前就形成了，不過隨著時間推移，當熾熱的地核逐漸冷 卻凝固下來的時候，地球磁場也會隨之而消失一一很久以前, 火星上就發(fā)生過類似的情況。當然，這種事情在地球上還需 要數(shù)十億年的時間才會發(fā)生，不過這并不意味著現(xiàn)在的地球 磁場就是穩(wěn)定

3、的。即便是地核溫度或者液態(tài)金屬流動狀態(tài)的 細微改變，也會對地球磁場造成顯著影響。地球內(nèi)部的擾動帶來的地球磁場變化主要有三種，第一 種是地球磁極位置的改變。磁北極現(xiàn)在正從加拿大向西伯利 亞移動，且移動速度越來越快。以前，磁北極的移動速度為 平均每年15千米，但自20世紀90年代開始，磁北極的移 動速度增加到了每年55千米。引起這種變化的具體原因仍 不確定，但外地核內(nèi)液態(tài)鐵的高速噴流很可能就是罪魁禍首。第二種就是地球磁場強度的變化，每年地球不同區(qū)域的 磁場強度都會起起伏優(yōu)。有跡象顯示，在過去160年間，全 球的磁場強度一直在逐漸減弱。之所以會產(chǎn)生這種變化，可 能是因為非洲地殼之下的致密巖石妨礙了地核運動。令人難以置信的是第三種，地核內(nèi)部液體流動狀態(tài)的變 化甚至會讓南北磁極倒轉(zhuǎn)。事實上，地球磁極倒轉(zhuǎn)的現(xiàn)象已 發(fā)生了數(shù)百次一一不過在最近的78萬年間，卻不曾有過這 種現(xiàn)象。磁極倒轉(zhuǎn)并非是個一蹴而就的過程，往往要花費幾 千年的時間。在遙遠的未來（當磁極發(fā)生了倒轉(zhuǎn)），那時人 們的問題就不再是如今我們所問的“羅盤為什么會指向北