地理的两极和磁极为什么会有偏差
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地球磁极又称“地磁极”。地球表面上地磁场方向与地面垂直、磁场强度最大的地方,称为地磁极。地磁极有两个(磁北极和磁南极),其位置与地理两极接近,但不重合。现代地球的磁极其地理坐标分别是:北纬76°1′,西经100°和南纬65°8′,东经139°。
在最近几百万年的时间里,地球的磁极已经发生过多次颠倒:从69万年前到目前为止,地球的方向一直保持着相同的方向,为正向期;从235万年前至69万年前,地球磁场的方向与现在相反,为反向期;从332万年前到235万年前,地球磁场为正向期;从450万年前至332万年前,地球磁场为反向期
在最近几百万年的时间里,地球的磁极已经发生过多次颠倒:从69万年前到目前为止,地球的方向一直保持着相同的方向,为正向期;从235万年前至69万年前,地球磁场的方向与现在相反,为反向期;从332万年前到235万年前,地球磁场为正向期;从450万年前至332万年前,地球磁场为反向期
2013-10-20
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地理极点与地磁极点
地理极点 人们假想的地球旋转轴,穿过地心,与地球表面相交的两点,即地理北极和地理南极。
地磁极点 人们假想的地球磁轴,与地球表面相交的两点,即地磁北极和地磁南极。
地理极点与地磁极点,通称地球极点。它们的相似之处,都位于地球的高纬地区,都能用于指示方向,与人们的生产、生活关系密切。
地理极点与地磁极点的不同在于:
1.地理极点与地磁极点所在地球的位置相反
通常,我们用罗盘磁针来确定地球上的方向。根据同极相斥、异极相吸的磁学原理,磁针北极指向的地磁极点应是地磁南极,磁针南极指向的地磁极点应是地磁北极。可见,地磁北极在地理南极地区,地磁南极在地理北极地区,两种极点在地球的方位上是相反的。
为了适应地理学上沿用的称呼习惯,人们把磁针北极指向的地磁南极,称作北磁极,意为位于北方的地磁极点;把磁针南极指向的地磁北极,称作南磁极,也意为位于南方的地磁极点。
2.地理极点指向为真,地磁极点指向为“准”
地球上的方向源于地球自转的方向。地理两极是建立在地球自转运动(自转轴)的基础上的。同理,以地理两极为基点确立的南北方向,是建立在地球的自转运动的方向的基础上的。地轴与赤道面互为垂直,因而地理北极指示地球上的正北方向,也是地球上的真北方向。
地磁极点指示的方向,只是准方向。宋代的科学家沈括最早发现了磁针所指的方向并不是真正的南北方向。1831年6月1日,英国科学家詹姆斯·罗斯在距地理北极千里之遥的加拿大北部,第一次找到了北磁极。10年后,他又找到了南磁极。首先准确地证实了地磁两极与地理两极互不吻合的事实。现在,北磁极距地理北极达1400千米之远。因此,联结地磁两极的磁力线,明显地偏离联结地理两极的子午线。可见,地磁极点所指示的方向并不是真正意义上的南北方向。而且,碰到全球性的磁极反转、局部或瞬时的地磁异常,地磁所指示的方向与地理方向偏离更大,甚至完全相反。为此,科学家应用罗盘把磁力线的方向标在地图上,并与固定的地理经纬线坐标分别以GN(地理北)和MN(磁北)区别开来,注明各地的磁偏角,用来纠正人们利用罗盘测量方向时所造成的偏差。
3.地理两极互为对跖,地磁两极互不对跖
地球自转轴穿过地心,分别交于北纬90°和南纬90°地面,使地理北极与地理南极互为对跖点。磁轴不穿过地心。据1955年公布的地磁资料,北磁极约位于北纬76°,西经100°,南磁极约位于南纬67°,东经140°,它们互不为对跖点。
4.地理两极变化小,地磁两极变化大
地理两极的移动叫做极移,一般速度缓慢,范围很小。科学家可以通过精确测定各地经纬度的变化,知道地理两极变化的情况。为了这个目的,世界各国在北纬40°附近,设立了纬度观测站。据1967年~1973年测量的结果,地理两极移动地范围各仅15米左右。极移的原因,主要是地区内部和外部的物质移动,使地球的重心和地轴在地球内部的位置出现微弱的变化。
地磁两极在不断地变化着,大体上可以分作长期变化、短期变化和磁极反转三种。
从长期变化来看,主要是磁极沿地理极的周围地区作缓慢迁移。有证据表明,在过去的350年中,北磁极的纬度曾经变动12°,经度曾经变动45°。南磁极的纬度曾经变动14°,经度曾经变动29°。以北磁极为例,1960年它的位置在威尔士岛北部,1970年就移向西北的巴瑟斯特岛,1985年又移到了伊丽莎白女王岛。它的平均位置,现在每年大约要向西移动5.4千米,向北移动24.4千米,以至加拿大国家地磁台要每隔24小时向世界公布一次北磁极的准确位置。造成磁极长期变化的原因,是地球内部物质的运动。过去,人们曾以为,地球内部(地核)存在大量的铁镍元素,地球磁场产生于地球内部的磁铁。但后来人们又发现,地球内部的温度高达2000℃以上,远远超过铁770℃的居里点(物质保持磁性的温度界限),否定了原先的假说。现在比较流行的看法,是物理学家埃尔萨塞提出的理论。他认为,地球地核物质由铁镍等元素组成,是一个优良的导体。地球内核为固体,外核为液体。随着地球的自转,造成外核环绕内核呈东西向的慢涡流,这些慢涡流产生一定的电流,电流伴随慢涡流呈环流运动,产生一定的磁场。地球不停地自转,液态的外核慢涡流不停地运动,地球磁场就会得以保持,并大大地加强起来。又由于地球外核内部物质运动均衡与不均衡的变化,引起环流电场的变化,势必导致地球磁场的变化,表现为磁极的缓慢迁移。
从短期变化来看,磁极与整个地球磁场呈现周期性的太阳日变化、太阳日变化和一年内的季节变化,以及非周期性的磁暴等。造成磁极与地球磁场短期变化的原因,是地球受到地球外部天体运动的影响。来自太阳的带电粒子改变着地球大气的电离层的状况,从而改变着地球的磁场。太阳辐射强度以昼夜和年内的季节变化,将产生地球磁场的周期性变化。强烈的太阳活动,使地球磁场受到太阳强大的粒子流的干扰,在几小时到几天内,磁场强度的变化可达几百甚至几千伽马,磁针不停地摆动,失去指向作用,即发生了通常所说的磁暴。
从磁极反转来看,地球本身就象一根磁棒,地质历史上曾发生无数次的磁极反转现象,原来的北磁极变化成后来的南磁极,再后来又变回为北磁极。当岩浆喷出地表凝固成新的岩石时,当时地球磁场的方向便被永久地“记录”在岩石中。现在,通过对大陆各个地质时期岩石中古地磁的研究,人们可以清楚地看到:在过去的450万年间,磁极皮转已经发生过三次,每一次都要历时几千年的时间。造成磁极反转的原因,至今还是一个谜。印度国家地理研究所的学者J.G·内吉认为,太阳系在其银河轨道上运行而引起万有引力的变化,是导致地球磁极反转的原因,但他无法系统地阐明其机制。根据地磁形成的学说,我们或许可以这样认为,是地球自转速度的快慢变化造成磁极的反转。其机制是受运动惯性的作用,当地球自转速度加快时,外核运动的加速度小于内核运动的加速度,可以把两者看作是外核绕着内核呈自东向西的相向环流运动;当地球自转速度变慢时,外核运动的减速度小于内核运动的减速度,两者可看作外核绕着内核呈自西向东的相向环流运动。环流运动相对方向的改变,引起环流电场电流流向的变化,并引起磁场系统的改变,将造成地球磁极的反转,而地质时期地球自转速度呈周期性的变化,已是科学界不容争辩的事实。(网络上的知识,你有兴趣的话,可以看看)
地理极点 人们假想的地球旋转轴,穿过地心,与地球表面相交的两点,即地理北极和地理南极。
地磁极点 人们假想的地球磁轴,与地球表面相交的两点,即地磁北极和地磁南极。
地理极点与地磁极点,通称地球极点。它们的相似之处,都位于地球的高纬地区,都能用于指示方向,与人们的生产、生活关系密切。
地理极点与地磁极点的不同在于:
1.地理极点与地磁极点所在地球的位置相反
通常,我们用罗盘磁针来确定地球上的方向。根据同极相斥、异极相吸的磁学原理,磁针北极指向的地磁极点应是地磁南极,磁针南极指向的地磁极点应是地磁北极。可见,地磁北极在地理南极地区,地磁南极在地理北极地区,两种极点在地球的方位上是相反的。
为了适应地理学上沿用的称呼习惯,人们把磁针北极指向的地磁南极,称作北磁极,意为位于北方的地磁极点;把磁针南极指向的地磁北极,称作南磁极,也意为位于南方的地磁极点。
2.地理极点指向为真,地磁极点指向为“准”
地球上的方向源于地球自转的方向。地理两极是建立在地球自转运动(自转轴)的基础上的。同理,以地理两极为基点确立的南北方向,是建立在地球的自转运动的方向的基础上的。地轴与赤道面互为垂直,因而地理北极指示地球上的正北方向,也是地球上的真北方向。
地磁极点指示的方向,只是准方向。宋代的科学家沈括最早发现了磁针所指的方向并不是真正的南北方向。1831年6月1日,英国科学家詹姆斯·罗斯在距地理北极千里之遥的加拿大北部,第一次找到了北磁极。10年后,他又找到了南磁极。首先准确地证实了地磁两极与地理两极互不吻合的事实。现在,北磁极距地理北极达1400千米之远。因此,联结地磁两极的磁力线,明显地偏离联结地理两极的子午线。可见,地磁极点所指示的方向并不是真正意义上的南北方向。而且,碰到全球性的磁极反转、局部或瞬时的地磁异常,地磁所指示的方向与地理方向偏离更大,甚至完全相反。为此,科学家应用罗盘把磁力线的方向标在地图上,并与固定的地理经纬线坐标分别以GN(地理北)和MN(磁北)区别开来,注明各地的磁偏角,用来纠正人们利用罗盘测量方向时所造成的偏差。
3.地理两极互为对跖,地磁两极互不对跖
地球自转轴穿过地心,分别交于北纬90°和南纬90°地面,使地理北极与地理南极互为对跖点。磁轴不穿过地心。据1955年公布的地磁资料,北磁极约位于北纬76°,西经100°,南磁极约位于南纬67°,东经140°,它们互不为对跖点。
4.地理两极变化小,地磁两极变化大
地理两极的移动叫做极移,一般速度缓慢,范围很小。科学家可以通过精确测定各地经纬度的变化,知道地理两极变化的情况。为了这个目的,世界各国在北纬40°附近,设立了纬度观测站。据1967年~1973年测量的结果,地理两极移动地范围各仅15米左右。极移的原因,主要是地区内部和外部的物质移动,使地球的重心和地轴在地球内部的位置出现微弱的变化。
地磁两极在不断地变化着,大体上可以分作长期变化、短期变化和磁极反转三种。
从长期变化来看,主要是磁极沿地理极的周围地区作缓慢迁移。有证据表明,在过去的350年中,北磁极的纬度曾经变动12°,经度曾经变动45°。南磁极的纬度曾经变动14°,经度曾经变动29°。以北磁极为例,1960年它的位置在威尔士岛北部,1970年就移向西北的巴瑟斯特岛,1985年又移到了伊丽莎白女王岛。它的平均位置,现在每年大约要向西移动5.4千米,向北移动24.4千米,以至加拿大国家地磁台要每隔24小时向世界公布一次北磁极的准确位置。造成磁极长期变化的原因,是地球内部物质的运动。过去,人们曾以为,地球内部(地核)存在大量的铁镍元素,地球磁场产生于地球内部的磁铁。但后来人们又发现,地球内部的温度高达2000℃以上,远远超过铁770℃的居里点(物质保持磁性的温度界限),否定了原先的假说。现在比较流行的看法,是物理学家埃尔萨塞提出的理论。他认为,地球地核物质由铁镍等元素组成,是一个优良的导体。地球内核为固体,外核为液体。随着地球的自转,造成外核环绕内核呈东西向的慢涡流,这些慢涡流产生一定的电流,电流伴随慢涡流呈环流运动,产生一定的磁场。地球不停地自转,液态的外核慢涡流不停地运动,地球磁场就会得以保持,并大大地加强起来。又由于地球外核内部物质运动均衡与不均衡的变化,引起环流电场的变化,势必导致地球磁场的变化,表现为磁极的缓慢迁移。
从短期变化来看,磁极与整个地球磁场呈现周期性的太阳日变化、太阳日变化和一年内的季节变化,以及非周期性的磁暴等。造成磁极与地球磁场短期变化的原因,是地球受到地球外部天体运动的影响。来自太阳的带电粒子改变着地球大气的电离层的状况,从而改变着地球的磁场。太阳辐射强度以昼夜和年内的季节变化,将产生地球磁场的周期性变化。强烈的太阳活动,使地球磁场受到太阳强大的粒子流的干扰,在几小时到几天内,磁场强度的变化可达几百甚至几千伽马,磁针不停地摆动,失去指向作用,即发生了通常所说的磁暴。
从磁极反转来看,地球本身就象一根磁棒,地质历史上曾发生无数次的磁极反转现象,原来的北磁极变化成后来的南磁极,再后来又变回为北磁极。当岩浆喷出地表凝固成新的岩石时,当时地球磁场的方向便被永久地“记录”在岩石中。现在,通过对大陆各个地质时期岩石中古地磁的研究,人们可以清楚地看到:在过去的450万年间,磁极皮转已经发生过三次,每一次都要历时几千年的时间。造成磁极反转的原因,至今还是一个谜。印度国家地理研究所的学者J.G·内吉认为,太阳系在其银河轨道上运行而引起万有引力的变化,是导致地球磁极反转的原因,但他无法系统地阐明其机制。根据地磁形成的学说,我们或许可以这样认为,是地球自转速度的快慢变化造成磁极的反转。其机制是受运动惯性的作用,当地球自转速度加快时,外核运动的加速度小于内核运动的加速度,可以把两者看作是外核绕着内核呈自东向西的相向环流运动;当地球自转速度变慢时,外核运动的减速度小于内核运动的减速度,两者可看作外核绕着内核呈自西向东的相向环流运动。环流运动相对方向的改变,引起环流电场电流流向的变化,并引起磁场系统的改变,将造成地球磁极的反转,而地质时期地球自转速度呈周期性的变化,已是科学界不容争辩的事实。(网络上的知识,你有兴趣的话,可以看看)
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因为地球的形状的不规则
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