學(xué)生科普講座稿《指南針背后的奧秘》

1、學(xué)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(jiàn)面。我今天分享的主題是指南針背后的奧秘。羅盤(pán)為什么會(huì)指向北方呢？答案是因?yàn)榱_盤(pán)受到了磁北極的吸引，但磁北極與我們通常所說(shuō)的地理上的北極點(diǎn)不是同一個(gè)地方。在地球上存在 著一個(gè)環(huán)繞地球的地球磁場(chǎng)，這個(gè)磁場(chǎng)好像一個(gè)巨大的能量 氣泡一樣包裹著地球，磁北極就是這個(gè)能量氣泡在北半球的 頂點(diǎn)。雖然地球磁場(chǎng)一直延伸至外太空，但它其實(shí)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(huì)上浮，在靠近溫度相對(duì)較低 的地幔后又會(huì)降溫下沉，從而形成環(huán)流。同時(shí)

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

3、的。即便是地核溫度或者液態(tài)金屬流動(dòng)狀態(tài)的 細(xì)微改變，也會(huì)對(duì)地球磁場(chǎng)造成顯著影響。地球內(nèi)部的擾動(dòng)帶來(lái)的地球磁場(chǎng)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(dòng)，且移動(dòng)速度越來(lái)越快。以前，磁北極的移動(dòng)速度為 平均每年15千米，但自20世紀(jì)90年代開(kāi)始，磁北極的移 動(dòng)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?zhǔn)?。第二種就是地球磁場(chǎng)強(qiáng)度的變化，每年地球不同區(qū)域的 磁場(chǎng)強(qiáng)度都會(huì)起起伏優(yōu)。有跡象顯示，在過(guò)去160年間，全 球的磁場(chǎng)強(qiáng)度一直在逐漸減弱。之所以會(huì)產(chǎn)生這種變化，可 能是因?yàn)榉侵薜貧ぶ碌闹旅軒r石妨礙了地核運(yùn)動(dòng)。令人難以置信的是第三種，地核內(nèi)部液體流動(dòng)狀態(tài)的變 化甚至?xí)屇媳贝艠O倒轉(zhuǎn)。事實(shí)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(guò)在最近的78萬(wàn)年間，卻不曾有過(guò)這 種現(xiàn)象。磁極倒轉(zhuǎn)并非是個(gè)一蹴而就的過(guò)程，往往要花費(fèi)幾 千年的時(shí)間。在遙遠(yuǎn)的未來(lái)（當(dāng)磁極發(fā)生了倒轉(zhuǎn)），那時(shí)人 們的問(wèn)題就不再是如今我們所問(wèn)的“羅盤(pán)為什么會(huì)指向北