我的地磁场模型我的地磁场模型基于电子对流的电流磁场模型基于电子对流的电流磁场模型

目录目录►地磁场的基本状态和众说纷纭的地磁场成因地磁场的基本状态和众说纷纭的地磁场成因►我的地磁场模型我的地磁场模型►用该模型解释地磁场的问题用该模型解释地磁场的问题►验证该模型的假想方法验证该模型的假想方法►应对地磁反转：用该模型的思想营造人工地应对地磁反转：用该模型的思想营造人工地

磁磁

地磁场的基本状态地磁场的基本状态►地磁场是一个弱场，平均磁感强度地磁场是一个弱场，平均磁感强度 BB 约约 0.50.5

×10^(–4) T×10^(–4) T 处于一个动态稳定的状态 。处于一个动态稳定的状态 。►地磁场由外源磁场和内源磁场共同组成，主地磁场由外源磁场和内源磁场共同组成，主

要部分是内源磁场。 要部分是内源磁场。 ►地磁场的基本是处于一个动态稳定的状态。地磁场的基本是处于一个动态稳定的状态。

在地球历史上，地磁场长时间保持大小和方在地球历史上，地磁场长时间保持大小和方向上的稳定，但同时，磁极在地理极附近有向上的稳定，但同时，磁极在地理极附近有移动现象，而且在地球历史多次逆转。移动现象，而且在地球历史多次逆转。

众说纷纭的地磁场成因众说纷纭的地磁场成因► 　铁磁体假说　铁磁体假说 认为地核因其组成而认为地核因其组成而

自然成为一个磁化体。自然成为一个磁化体。问题：问题：面临着地核物质在面临着地核物质在

地核的环境下，温度高地核的环境下，温度高于居里点而将失去磁性于居里点而将失去磁性现象的困难。 现象的困难。

众说纷纭的地磁场成因众说纷纭的地磁场成因► 热电假说热电假说 认为由于外核物质的认为由于外核物质的

热对流而在边界处产生热对流而在边界处产生电流，并进而因此产生电流，并进而因此产生磁场。磁场。

问题：问题：现在未能确切地证现在未能确切地证实这种机制是否能产生实这种机制是否能产生足够强大的电流以形成足够强大的电流以形成地磁场，而且，到底是地磁场，而且，到底是什么物质在对流生电？ 什么物质在对流生电？

众说纷纭的地磁场成因众说纷纭的地磁场成因► 双圆盘发电机假说双圆盘发电机假说 这是目前为止获得最这是目前为止获得最

多支持的假说。 多支持的假说。 问题：问题：不能很好的解释为不能很好的解释为

何地磁反转过程中地球何地磁反转过程中地球出现好几个磁极，和地出现好几个磁极，和地球表面有地磁异常区域球表面有地磁异常区域存在。 存在。

我的地磁场模型的基本观点我的地磁场模型的基本观点►地磁场的产生是由于地核中存在电荷的宏观地磁场的产生是由于地核中存在电荷的宏观

流动。流动。

我的地磁场模型的基本观点我的地磁场模型的基本观点► 利用磁场的环路定理，利用磁场的环路定理，

沿地球的一条经线和地沿地球的一条经线和地轴，即沿下图中的一条轴，即沿下图中的一条实线作积分，可以得到实线作积分，可以得到一个等效的宏观环电流一个等效的宏观环电流II ：：

∮ ∮H·dl = ∑IH·dl = ∑I► I>8*10^8 I>8*10^8

地球磁场的产生要在地地球磁场的产生要在地核中寻求解答！核中寻求解答！

关于地核：本模型的几个前提假设关于地核：本模型的几个前提假设

►地核的基本状况是：在地核中，温度达到地核的基本状况是：在地核中，温度达到 404000℃00℃ 以上，压强最高接近以上，压强最高接近 367atm367atm ，在这种，在这种极端情况下，物质是以离子态存在，其中存极端情况下，物质是以离子态存在，其中存在大量的自由电子，在大量的正离子中穿行。在大量的自由电子，在大量的正离子中穿行。这是地磁产生的基本环境。 这是地磁产生的基本环境。

假设一假设一►““ 电子扩散效应”。所谓的电子扩展效应，电子扩散效应”。所谓的电子扩展效应，

是指在地核的极端情况下，假设电子向压强是指在地核的极端情况下，假设电子向压强小的地方扩散的现象。这是由于，在地核中，小的地方扩散的现象。这是由于，在地核中，物质离子的密度随着压力的增大而增大，故物质离子的密度随着压力的增大而增大，故而电子于其他离子碰撞的概率增大，因而宏而电子于其他离子碰撞的概率增大，因而宏观上向压强小的地方移动。根据这一猜想，观上向压强小的地方移动。根据这一猜想，大量电子将聚集于地核的外层，离子“汤”大量电子将聚集于地核的外层，离子“汤”与固体物质交界处。在这里，电子密度远大与固体物质交界处。在这里，电子密度远大于正离子密度。以后在本文中称这一面区域于正离子密度。以后在本文中称这一面区域为地核的“电子层”。 为地核的“电子层”。

假设二假设二►在地核处的正离子，由于失去了多个电子，在地核处的正离子，由于失去了多个电子，使得电子对它们有着极大的吸引力，宏观上使得电子对它们有着极大的吸引力，宏观上相当于正离子之间相互吸引。这使得地核处相当于正离子之间相互吸引。这使得地核处的正离子成为一个整体，而根据假设一，在的正离子成为一个整体，而根据假设一，在其周围有自由电子运动。 其周围有自由电子运动。

假设三假设三►地球的自转，使得地核中的离子态液体形成地球的自转，使得地核中的离子态液体形成

一个扁球形，而周围的自由电子大量聚集在一个扁球形，而周围的自由电子大量聚集在扁球的赤道处。 扁球的赤道处。

我们下面的工作就是我们下面的工作就是

找出地球宏观电流的 来源找出地球宏观电流的 来源和动力！和动力！

我的地磁场模型我的地磁场模型►在地核处进行着分布上不均匀的核变反应，在地核处进行着分布上不均匀的核变反应，使得在地核的不同位置，能量密度和电子密使得在地核的不同位置，能量密度和电子密度都有所不同。在能量和电子密度较小处，度都有所不同。在能量和电子密度较小处，地核外层自由电子会向地心处扩散，造成电地核外层自由电子会向地心处扩散，造成电子层“塌陷”；在能量和电子密度较大处，子层“塌陷”；在能量和电子密度较大处，地核外层自由电子会向地心外扩散，造成电地核外层自由电子会向地心外扩散，造成电子层“喷发”。这样，子层“喷发”。这样，在地核中就形成了电在地核中就形成了电子的对流，电子以对流的运动方式形成了宏子的对流，电子以对流的运动方式形成了宏观电流观电流。 。

地磁场模型示意图地磁场模型示意图

用该模型解释地磁场的问题用该模型解释地磁场的问题

►地磁方向地磁方向► 这些宏观电流的方向和这些宏观电流的方向和

大小都是不同的，但根大小都是不同的，但根据假设三， 自由电子大据假设三， 自由电子大量聚集在扁球的赤道处，量聚集在扁球的赤道处，故宏观电流地等效方向故宏观电流地等效方向应该是沿着扁球的赤道 。应该是沿着扁球的赤道 。

► 由于宏观电流的等效方由于宏观电流的等效方向应该是沿着扁球的赤向应该是沿着扁球的赤道，故地磁场主要应该道，故地磁场主要应该沿着地轴方向，但由于沿着地轴方向，但由于各处宏观电流的不均匀各处宏观电流的不均匀性，地磁的方向必定在性，地磁的方向必定在地轴方向的周围有所偏地轴方向的周围有所偏移。移。

地磁反转地磁反转

► 地核中的电子对流是受地核中的电子对流是受地核地能量分布控制的，地核地能量分布控制的，一旦地核的能量分布有一旦地核的能量分布有所变化，各处的电子对所变化，各处的电子对流就可能增强，削弱，流就可能增强，削弱，甚至消失，反向，于是甚至消失，反向，于是引起了地磁的消失，反引起了地磁的消失，反转。转。

► 在地磁反转的过程中，在地磁反转的过程中，要经历一段地磁紊乱的要经历一段地磁紊乱的时期，地磁极可能有好时期，地磁极可能有好几个，或者高速移动，几个，或者高速移动，这正是地核中的电子对这正是地核中的电子对流紊乱的表现。流紊乱的表现。

地磁碎片地磁碎片► 在非洲南端的地表深处，在非洲南端的地表深处，

有一小片区域的地磁场有一小片区域的地磁场力线指南地心，而该区力线指南地心，而该区域的主流地磁场则指向域的主流地磁场则指向地面。在北极附近也存地面。在北极附近也存在多处类似的地磁线异在多处类似的地磁线异常碎片区域。常碎片区域。

► 这正说明，地磁场是由这正说明，地磁场是由小片的宏观电流互相叠小片的宏观电流互相叠加形成的，而不是由一加形成的，而不是由一个整个的大电流环形成，个整个的大电流环形成，这正可以间接证明本猜这正可以间接证明本猜想的一些合理性。想的一些合理性。

不同天体的磁场状况不同天体的磁场状况►根据我的地磁场模型，根据我的地磁场模型，天体的能量越大，则磁天体的能量越大，则磁场越大。场越大。

►木星内部的温度，压力木星内部的温度，压力比地球内部高的多，太比地球内部高的多，太阳内部的压力、温度还阳内部的压力、温度还要更高，于是木星，太要更高，于是木星，太阳的磁场应该大于地球阳的磁场应该大于地球磁场。磁场。

►研究不同天体的磁场，研究不同天体的磁场，也可以作为验证此模型也可以作为验证此模型的方法之一。的方法之一。

解释地磁增大或减小与地磁反转的次解释地磁增大或减小与地磁反转的次数的不同数的不同

►假设所有的小电子流大小相同，方向可正可假设所有的小电子流大小相同，方向可正可负，完全随机，取正方向为逆时针方向，可负，完全随机，取正方向为逆时针方向，可做图如下：做图如下：

200 400 600 800 1000

10

20

30

40

解释地磁增大或减小与地磁反转的次数的解释地磁增大或减小与地磁反转的次数的不同不同

►可以发现，一旦其偏离原点，就会一直在原可以发现，一旦其偏离原点，就会一直在原点的同一侧。点的同一侧。

►这也就解释了，为何地球历史上出现或多次这也就解释了，为何地球历史上出现或多次地磁增大或减小，而相对起来地磁反转的次地磁增大或减小，而相对起来地磁反转的次数很少。 数很少。

固体内核的大胆解释固体内核的大胆解释►仍然取正方向为逆时针方向，则所到的最远仍然取正方向为逆时针方向，则所到的最远

处与步数关系如下图：处与步数关系如下图：

100 200 300 400 500

5

10

15

20

25

30

固体内核的大胆解释固体内核的大胆解释► 图像增长的极慢，可见地核图像增长的极慢，可见地核

中的电子流互相抵消的极多，中的电子流互相抵消的极多，而地磁的等效环电流至少为而地磁的等效环电流至少为1010 的的 88 次方量级，可见参次方量级，可见参与对流的电子数是极大的。与对流的电子数是极大的。于是，地核中心处的正离子于是，地核中心处的正离子将失去极多的电子，比稍外将失去极多的电子，比稍外层的正离子失去的电子更多层的正离子失去的电子更多（因为根据电子扩散的假设，（因为根据电子扩散的假设，压力，温度越大处，正离子压力，温度越大处，正离子失去的电子越多）。 失去的电子越多）。

► 我大胆的想象了一下，我大胆的想象了一下，在这在这种情况下，地核中心处的正种情况下，地核中心处的正离子（铁，镍等）和电子将离子（铁，镍等）和电子将被迫结合成为一种特殊的固被迫结合成为一种特殊的固体化合物，这就是地核的内体化合物，这就是地核的内固体核的成因！固体核的成因！（不过这只（不过这只是一种极为大胆的猜想，不是一种极为大胆的猜想，不作为本论文的论点，也不纳作为本论文的论点，也不纳入本模型的范围内）。入本模型的范围内）。

验证该模型的假想方法验证该模型的假想方法► 验证一：验证极高温下，在验证一：验证极高温下，在

存在压力梯度的环境下电子存在压力梯度的环境下电子的分布情况。的分布情况。

► 可以人为制造存在压力梯度可以人为制造存在压力梯度的环境来观察。的环境来观察。

► 验证二：验证失去了多个电验证二：验证失去了多个电子的正离子在有少量自由电子的正离子在有少量自由电子存在的情况下，互相吸引子存在的情况下，互相吸引的情况。的情况。

► 使原子失去普通情况下无法使原子失去普通情况下无法失去的电子。联想到低温超失去的电子。联想到低温超导中的超导电子，可以用超导中的超导电子，可以用超导材料在实现了超导时的原导材料在实现了超导时的原子情况来代替极高能态下的子情况来代替极高能态下的失去了多个电子的正离子，失去了多个电子的正离子，观察这些原子的吸引或排斥观察这些原子的吸引或排斥情况。 情况。

验证该模型的假想方法验证该模型的假想方法► 验证三：通过地震和火验证三：通过地震和火山的活动情况观察地球山的活动情况观察地球内部能量的分布，并与内部能量的分布，并与地磁场的分布进行比较。地磁场的分布进行比较。

►根据本地磁模型，在地根据本地磁模型，在地球内部能量特别稀疏或球内部能量特别稀疏或稠密的区域，可能形成稠密的区域，可能形成当地磁场与主流地磁场当地磁场与主流地磁场偏差较大的现象。 偏差较大的现象。

► 这也是本模型能解释的这也是本模型能解释的地磁问题之一。地磁问题之一。

应对地磁反转： 用该应对地磁反转： 用该模型的思想营造人工地磁模型的思想营造人工地磁

►根据我的地磁模型，真正的地核中，电子的根据我的地磁模型，真正的地核中，电子的对流方向不统一，极大的互相削弱。对流方向不统一，极大的互相削弱。

►我们制造的人工地核可以人工控制其对流方我们制造的人工地核可以人工控制其对流方向，使其统一，就可以用比地核核变小得多向，使其统一，就可以用比地核核变小得多的能量来得到同样的等效电流，从而得到一的能量来得到同样的等效电流，从而得到一个人工地磁场。因而是可行的。个人工地磁场。因而是可行的。

以上就是我的地磁场模型，以及一些以上就是我的地磁场模型，以及一些初步的讨论。初步的讨论。

如果该理论得到了验证，那么将对高如果该理论得到了验证，那么将对高温高压物理和地球物理产生一系列温高压物理和地球物理产生一系列

相关的影响。相关的影响。

目前地磁正在减弱，甚至有可能反转，目前地磁正在减弱，甚至有可能反转，我们应该给与地磁场更多的重视和我们应该给与地磁场更多的重视和

更积极的研究！更积极的研究！

谢谢大家！谢谢大家！王鹏远 王鹏远 PB04000604PB04000604