稳定磁场的变化来源

长期变化的主要领域

主要的磁场的地球，如在地表观察到的，随时间不断变化。与地质过程相比持续时间很短的变化被称为变化长期变化．例如，自1540年以来，在伦敦进行的赤纬观测表明，太阳的方向场在该地点几乎完成了一个完整的周期，峰值到峰值的振幅为30°。磁场的Οther分量被观测的时间较短，但它们也表现出类似的快速变化。

的特点世俗的变化通常通过将给定场分量的变化率映射叠加在分量本身的映射上来表示。这样的地图显示，世界可能被划分为大陆尺度的区域，其中给定的组成部分要么增加，要么减少。变化可能高达每年150纳特斯拉，并持续数十年。如果从后来的连续时间的长期变化的地图被检查，长期变化的许多特征被发现随着时间向西移位。

内部场的主要分量是中心偶极子的分量。确定该组件是否以与字段其余部分相同的方式更改是有用的。因为偶极子的场是如此简单，用它的强度和方向来表示它的变化比用映射来表示更方便。然而，非偶极子分量的长期变化通常表现为映射。这种图与整个磁场的长期变化图相似，表明大部分长期变化是由非偶极子分量引起的。平均而言，磁场的非偶极子分量似乎以每年0.18°的平均速度向西漂移。以这样的速度，漂移特征只需要2000年就能绕地球一圈。并非所有的非偶极场都有漂移。至少有一半看起来是固定的，只是在强度上是可变的。

偶极子分量也随时间变化。自1850年以来，其强度已从8.5 × 10左右下降²²到大约8 × 10²²安培每平方米。如果这趋势继续下去，偶极子成分将在2000年后消失。正如将在下一节讨论的那样，地球磁场的偶极子分量似乎处于反转过程中。

最好的估计是偶极子分量的方向似乎随时间而改变。主要的变化是偶极子方位角向西漂移，但速度比非偶极子分量慢得多(每年0.08°)。极角也可能在增加，但速度更慢。

这种长期变化的起源尚不清楚。调查人员怀疑这是一种次级效应发电机的机制这将生成主字段。变化的短时间尺度意味着源在外层地区液态核的。如果来源较深，变化就会如此减毒核心的导电性使得它在地表无法被探测到。

磁向西漂移异常如果能够解释的话，长期的明显变化应该为主场的起源提供重要的线索。一个模型通过假设液态地核的外部部分比上面更坚硬的地幔旋转得慢来解释这种漂移。作为一个整体，地球向东旋转。如果地核内的地物比地表地物旋转得慢，它们就会出现相对于一般旋转的向后移动。,向西。在这个模型中，长期的变化是由内部的部分涡流引起的当前的比整个行星旋转速度慢的系统。

最近的西向漂移模型认为，西向漂移是由地核中的磁流体波产生的(见下文磁流体动力波——磁脉动)．在这个模型中，地核以与外地幔相同的速度旋转，但是是一种波传播慢慢地绕着地核的外层。由于导电流体中的波动会扭曲冻结在其中的磁场，它们产生的变化可以在表面观察到。因为波的特性取决于它们所通过的介质传播在美国，从地表观测推断外核的性质是可能的。

逆转主要领域的

地球的内部磁场并不总是像今天这样有方向的。偶极子分量的方向平均大约每30万到100万年反转一次。这种逆转在地质时间尺度上非常突然，显然需要大约5000年的时间。两次倒转之间的时间变化很大，有时发生在不到4万年，有时则保持稳定长达3500万年。没有规律或周期性然而,在反转模式中被发现。一种极性的长时间间隔之后可能会出现相反极性的短时间间隔。

现有数据表明，在反转过程中，偶极子分量的强度在保持其方向的同时收缩至零。然后它又恢复到原来的强度，但方向相反。在没有偶极子分量的间隔内，场的非偶极子部分似乎持续存在。

在磁场逆转期间，地球磁场的外部部分会发生很大的变化。偶极子分量的缺失意味着太阳风会更接近地球通常被地球磁场偏转或被困在外层的宇宙射线粒子会到达地球表面。这些颗粒可能对植物或动物造成遗传损伤社区导致一个物种的消失和另一个物种的出现。人们曾试图确定在磁场逆转时是否有这种变化的证据。到目前为止，结果仍不确定。

然而，磁极反转发生的证据是不容置疑的。由船只在海洋中心进行的磁测提供了最好的证据。这些数据表明，磁化程度相反的海底条状结构对称地出现在诸如海脊等地大西洋中脊的．这些条纹的解释是熔化的玄武岩从山脊流出，向两个方向扩散。当玄武岩冷却时，它会捕捉到流行的并带着它在不断扩张的海底移动。玄武岩从山脊中冒出来，后来冷却，捕捉了随后的磁场方向。因此，海底就像磁带一样，捕捉磁场方向的交替序列。

应该注意的是，在冷却中捕获的信息比偶极子分量的感觉更多岩石．例如，在磁赤道处形成的岩石就含有水平磁化。类似地，在较高磁纬度形成的岩石包含一个向上或向下的磁场，其倾角取决于纬度。磁化强度的下降进一步揭示了磁感应的方向磁极在磁化的时候。这两个角度合在一起可以使用推断出虚拟磁极相对于样品位置的位置。

这种技术已被用于研究地球磁场在不同地点的历史。当从逐渐古老的岩石中确定虚极时，会发现虚极似乎随时间而漂移。多年来，人们一直认为这种“极地漂移”是地球磁场的一个特征。然而，最近的研究证明，这是大陆漂移的结果。磁极相对于地理极点并没有明显的移动，但大陆却移动了。因此，当大陆的位置与今天不同时，逐渐古老的岩石就形成了(另请参阅板块构造学:古地磁、极地漂移和大陆漂移)．

主磁场的反转一定是由产生磁场的发电机机制引起的。反转的时间尺度如此之快，显然不可能是由地质过程引起的。此外，逆转不能由简单的衰变和先前存在的领域的再现。核心的电导率太高，不可能让磁场在这么短的时间内衰减。在某种程度上，核心磁场结构的微小变化必须被热放大对流导致磁场向相反方向快速增长。模拟主磁场的模型已被证明具有这一特性。描述主场产生的方程的解是不稳定的，微小的变化会导致出现相反符号的解。