中国科学技术大学电磁学小论文竞赛获奖作品省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

地球磁场逆转地球磁场逆转与与世界末日世界末日 第1页？！我们都已经挺过来了！？！我们都已经挺过来了！第2页 地球磁场磁极逆转从整个地球大空间层面和地球演化大时间尺度上来看，有些事情可能真会造成世界末日。比如：小行星撞击地球小行星撞击地球 外星人入侵外星人入侵 地球磁场倒转地球磁场倒转 第3页 文章结构地球磁场分布地球磁场分布二、二、地球磁场改变和逆转地球磁场改变和逆转三、地球磁场逆转会造成后果地球磁场逆转会造成后果四、学术界争论四、学术界争论五、结论五、结论第4页一、地球磁场分布地球磁场是偶极型，近似于把一个磁铁棒放到地球中心，使它北极大致上对着南极而产生磁场形状，但并不与地理上南北极重合，存在一个大小为11.5度磁偏角磁偏角。当然，地球中心并没有磁铁棒，而是经过电电流流在导在导电液体核中流动发电机效应电液体核中流动发电机效应产生磁场。第5页现在地球磁场大致方向是由地球地理南极指向北极，其磁层分布在距大气层顶6001000公里高处公里高处，磁层外边界叫磁层顶磁层顶，离地面57万公里万公里。在太阳风压缩下，地球磁力线朝背着太阳一面空间延伸得很远，形成一条长长尾巴，称为磁尾磁尾。在磁磁赤道赤道附近，有一个特殊界面，在界面两边，磁力线突然改变方向，此界面称为中性片中性片。中性片上磁磁场场强强度度微乎其微，厚度大约有1000公里。中性片将磁尾磁尾部分成两部分：北面磁力线向着地球，南面磁力磁力线线离开地球。第6页人们通常所说地磁场只能算作地球表面磁场地球表面磁场，并不是地球全球性磁场全球性磁场（又称空间磁场空间磁场）。另外需要指出是，地球磁场是非常弱，地面附近磁场强度大约有T，赤道附近较弱，仅有 T，而就是在两极最强地方也不过才在 T左右。第7页二、地球磁地球磁场改改变和逆和逆转科学家们在对地磁场研究中发觉，地磁场是改变，不但强度不恒定，而且磁极也在发生改变，每隔一段时间就要发生一次磁极逆转现象。在过去7600万年间，地球曾发生过171次磁极逆转。距今最近一次发生在70万年前。第8页为何会逆转？地磁场磁极之所以发生逆转，是由地核自转角速度自转角速度发生改变而引发。地壳和地核自转速度是不一样时，现阶段地核自转速度大于地壳自转速度。第9页40亿年前，情况却不是这么，那时地球表面呈熔融状态，月球也刚才被俘获，地球从里到外自转速度是一致，地球表面不存在磁场。不过，伴随地球向月球传输角动量，地球自转角速度越来越小。同时，地球也渐渐形成了地壳、地幔和地核三层结构。地球自转角动量改变首先反应在地壳上，出现了地壳自转速度小于地核自转速度情形。这时，在地球表面第一次能够感受到磁场存在，地核以大于地壳自转速度形成了地磁场。按照左手定则，磁场N极在地理南极附近，磁场S极在地理北极附近。地壳与地核自转角速度不一样时，这种情形并不能长久地保持下去，地核必定经过地幔软流层物质向地壳传输角动量，其结果是地核自转角速度逐步减小，地壳自转角速度逐步增大。当地壳与地核自转角速度此增彼减而最终一致时，地磁场就会在地球表面消失。地核与地壳间角动量传输并不会到此为止，在惯性作用下，地壳自转角速度还在继续增大，地核自转角速度继续减小，于是出现了地壳自转角速度大于地核自转角速度情形。这时，在地球表面就会感受到来自地核逆地球自转方向旋转质量场效应。按照左手定则判断，新形成地磁场N极在地理北极附近，S极在地理南极附近。从较长时期看，整个地球自转速度处于减速状态，但地壳与地核间相对速度却是呈周期性改变（这个周期大约为9），这就是每隔一段时间地球磁场就要发生一次逆转原因。第10页据测定，地磁场发生逆转前有显著预兆，地球磁场强度减弱直至为零，随即，约需一万年一万年时间，磁场强度才缓缓恢复，不过，磁场方向已经变反了。当前，地球磁场强度有逐步减弱趋势，仅在过去150年年中，地磁场强度已经减弱了15%，这说明地核相对地壳速度差正在缩小。第11页三、地球磁地球磁场逆逆转会造成后果会造成后果地球磁场逆转，前几次分别造成了冰川时代冰川时代和大洪水大洪水等事件。在两极翻转过程中，地球生命很多方面会发生颠倒和混乱。第12页A)生命将遭受各种致命致命辐射威射威胁!地球磁场在发生翻转过程中，保护人类和动植物免受太阳高能粒子强烈辐射地球磁场地球磁场将会完全消失，整个地球将暴暴露露在各种致命宇宙宇宙射线射线下。到时，皮肤癌等各种疾病都将变得比现在流感还要“流行”。第13页B)引发全球气候改全球气候改变太阳将加加热大气层上层，引发全球气候改全球气候改变。气候大幅度改变，地球上很多生物难以适应，有可能会灭绝;第14页C)损坏人人类太空航天器太空航天器第15页D)一些动物“方寸大乱”蜜蜂、鸽子、鲸鱼等动物一直依赖先天性本能在磁场指导下迁徙，一旦磁场消失，它们会不知道方向，处处乱飞乱撞，死于非命。第16页四、学术界争论很长时间以来，一直有科学家提出地球磁场可能会发生磁极逆转观点，认为地球磁场会在近些年发生重大改变，而且会造成人类灭绝。甚至，伴伴随所谓玛雅人预言“世界末日”临近，还有些人宣称磁极逆转将在12月21日发生。呵呵不过也有科学家持乐观态度，比如中国地震局地球物理研究所一些研究人员就认为地球磁场逆转、南北极对调不会对人类产生很大危害。因为南北极逆转在地球上历史上曾经屡次出现屡次出现，由此可见地球本身生态环境对于地球磁场逆转是含有一定承受能承受能力力。再加上当今人类已经具备了一定科技能力科技能力，应该能够找到应对地磁场逆转方法。第17页五、结论 地球磁场与人类生活乃至整个地球生态系统都有十分亲密关系，假如地球磁场有朝一日真发生逆转了，那么真有可能会给人类带来灭顶之灾！不过值得庆幸是当前人类最少还有几百年至上千年时间来为这一重大事件做好各方面准备，所以当前我们还是不大必要为此焦虑。第18页 谢谢！Merry Christmas!第19页