目前，包括“北斗”在内，世界上各种导航系统的运作，都依赖于地球的磁场。
但是，科学家目前发现，地球的磁场正在慢慢减弱，而且速度超乎寻常，在将来，可能会慢慢影响到我们的生活。
那么，我们生活中会感觉到什么差异吗？地球磁场的异常减弱又为何会发生？
北斗卫星导航系统也依赖地球磁场工作
地球磁场
地球磁场包括两部分，第一部分是基本磁场，也叫做正常场。顾名思义，这一部分的磁场十分“正常”，其大部分时间都非常的稳定，是地球磁场的主要组成部分，能占到地球磁场的99%以上，这部分磁场源于固体地球内部。
抛去外界干扰的地球磁场的示意图
另一部分就是则是变化磁场。起源于固体地球外部，比较微弱。并且会不断的发生变化。这种变化部分是因为这个磁场本来就会产生周期性的变化，还有就是可能会受到外界扰动从而发生变化。
地球磁场的最外层大约在距大气层顶600-1000km的高空，并且在距离地面5-7万公里的区域仍有微弱的磁场。
不过这个数据也不是恒定的。比如说，面向太阳的一面因为太阳高能带电粒子的冲击，磁层要比背对太阳的一面薄很多。
面向太阳的一面磁场相对薄弱
形成原因
目前，关于地磁场是如何形成的，科学界还没有一个准确的说法。但是目前有几个假说用来解释地磁场的形成。
首先是：发电机理论。
这个假说认为，在地球液态的内部，存在有很多熔融状态的铁和镍，这些液态的铁和镍，其中存在有很多的自由电子，这些自由电子一来随着地球内部的运动而不断流动，其次，地球的自传也会让这些流动的液态铁和镍运动发生变化。
地球内部充斥着液态的铁和镍
而且我们知道，电流的产生是因为电子的定向移动，电流一旦产生，根据法拉第定律，磁场也会随之产生，所以，熔融状态的铁和镍中的大量自由电子，在地球内部和地球自传的影响下，开始了移动，并且形成了磁场。
电能升磁
含有很多液态金属外地核在这种磁场形成时，像磁流体发电机一样产生电流，电流的磁场又使原来的弱磁场增强，这样外地核物质与磁场相互作用，使原来的弱磁场不断加强。然后由于运动的阻力，这些运动到达一定程度就会保持相对稳定，磁场也就变得相对稳定了。
发电机理论的模型
其次，另一个理论认为，在地球内部的高温高压下，地核物质的原子核外电子可以获得足够的能量，然后向着外层空间逃逸。而且按照麦克斯韦的电磁理论：电动生磁，磁动生电。电子的外溢加上地球的自传，就可以形成磁场。
磁场发生什么异常了？
- 磁极移动加快
按照常理来讲，地球的磁场是相对比较稳定的。但是，最近科学家却发现，一向稳定的地磁场，出现了异常。
首先，我们知道，指南针的原理就是一块磁铁，会在地球的磁场中指向地球的两个磁极，这两个磁极的位置并不是完全不动的，甚至还会随着时间的推移，南北磁极发生互换。但是，这个移动的速度十分缓慢，并且也不需要我们操心。那些利用地球磁场进行工作的设备，都会频繁的修正磁极的位置，以减小误差。
指南针分别指向地球的两个磁极
但是现在地球磁极的位置变动发生了异常。自从1831年以来，北极磁区一直从加拿大北极向西伯利亚板块缓慢漂移。但是，最近的30多年以来，这个漂移的速度变成了原来的三倍。
磁极和地球南北两极不是完全重合的
这听起来好像并没有那么可怕。磁极移动更加频繁而已，最多不就是更频繁的更新一下磁极信息呗。之前都说了，磁极移动是周期性的变化。这可能也属于正常行为呢。
- 磁场强度减弱
的确如果是单纯的磁极移动加快，那确实没什么大不了的。但是，科学家还发现了另一件头疼的事：地球磁场的强度正在逐渐减弱。
近200年以来，全球磁场强度，平均下降了9%，并且根据预测，这个趋势不会减缓，地球的磁场强度还会进一步的减弱。
磁场强度减弱明显的区域
其典型地区在非洲和南美洲之间的南大西洋区域。这片区域的磁场强度相对于周围来说，降低的十分明显。科学家将这一现象称为“南大西洋异常”。在五十年之前，这个地区的平均磁场强度大约为24000特斯拉，然而到了五十年后的今天，这个地区的的磁场强度已经下降到了22000特斯拉。
并且，这个磁场减弱的区域，还在不断扩大，这个范围正在以每年20公里的速度向西扩展。并且还出现了第二个地球磁场的强度低谷。并且这个范围还有可能继续扩大。
为什么磁场会发生变化？
那为什么会导致这样的现象发生呢？很遗憾，和地球磁场的成因一样。导致地球磁场强度减弱的原因，我们目前也没有定论。
目前的主流猜测主要有两点，其一，如果认为地球磁场的形成和地球内部的液态铁和镍有关。那么地球磁场的异常移动和强度异常减弱也应该与地球内部的液态铁和镍的异常流动有关。
目前我们对地球内部知之甚少
其二，还有科学家认为，既然地球的磁极会发生周期性的颠倒。那么地球磁场的减弱，可能和磁极的颠倒行为有关。也就是随着磁极周期性的颠倒，磁场强度也会发生周期性的增减。
但是，目前的二者仍只是科学家的猜测和假想。要想知道具体的原因，我们还需要进一步的探索。
地球磁场减弱，对地球人有什么影响？
不过既然说地球的磁场强度减弱很可怕，那么它会导致什么后果呢？最明显的莫过于。太阳风灾害加大了。
太阳风指的是太阳不定期的喷射出的一些高能带电粒子。在地球磁场强度正常的情况下，这些高能带电粒子一旦进入地球磁场，就会受到洛伦兹力，从而从原来的轨道偏移。并不会对地球造成什么影响。
太阳风示意图
但是一旦地球的磁场强度不足以替地球“挡开”这些带电粒子，这些粒子就会入侵各种电子系统，造成系统短路。然后会发生大规模的电子产品报废的情况。
当然，现在的地球磁场强度虽然有所减弱，可是并不至于完全不能阻挡太阳风。在地面上生活的我们完全可以把心放到肚子里。
不过，我们前面提到的地球磁场减弱的典型区域，已经出现了多次因为地球磁场减弱，导致电子产品受损的事件了。
太阳风的危害报道
在太空当中运行着各式各样的卫星，有一些卫星在运行时就会飞行到上述的典型区域的上方，少了地球磁场的庇护。这些卫星轻则暂时失联，重则直接报废。还是非常吓人的。为了进一步研究这一异常现象，欧洲航天局将利用蜂群卫星星座数据来进行调查。
所以，虽然目前来看，这个典型区域的扩大速度并不快，但是我们仍旧不能完全忽视这种现象。
结语
最后，说起磁场，自然而然谈到了地球内部。这让我想起了刘慈欣的小说《带上她的眼睛》中，人类探索地球内部的“落日”系列探测器出发时的场景。
《带上她的眼睛》想象图
（以下内容为引用刘慈欣小说《带上她的眼睛》）
“落日工程”是一系列的探险航行，它的航行程序同航天中心的其他航行几乎一样。 唯一不同的是，“落日”飞船不是飞向太空，而是潜入地球深处。
第一次太空飞行一个半世纪后, 人类开始了向相反方向的探险, “落日”系列地航飞船就是这种探险的首次尝试。
我记得“落日一号”发射时的情景。那时正是深夜, 吐鲁番盆地的中央出现了一个如小太阳般的火球, 当火球暗下来时, “落日一号”已潜入地层。只在潜入点留下了一个岩浆的小湖泊，发出耀眼的红光。那一夜, 在几百公里外都能感到飞船穿过地层时传到大地上的微微震动。
希望我们可以尽快像小说中那样，在走向星辰大海的同时，也不忘探索地球内部的奥秘。
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