地球的磁層

地球的磁層

地球磁場(chǎng)，簡(jiǎn)言之是偶極型的，近似于把一個(gè)磁鐵棒放到地球中心，使它的Ｎ極大體上對(duì)著南極而產(chǎn)生的磁場(chǎng)形狀。當(dāng)然，地球中心并沒(méi)有磁鐵棒，而是通過(guò)電流在導(dǎo)電液體核中流動(dòng)的發(fā)電機(jī)效應(yīng)產(chǎn)生磁場(chǎng)的。
　　地球磁場(chǎng)不是孤立的，它受到外界擾動(dòng)的影響，宇宙飛船就已經(jīng)探測(cè)到太陽(yáng)風(fēng)的存在。太陽(yáng)風(fēng)是從太陽(yáng)日冕層向行星際空間拋射出的高溫高速低密度的粒子流，主要成分是電離氫和電離氦。
　　因?yàn)樘?yáng)風(fēng)是一種等離子體，所以它也有磁場(chǎng)，太陽(yáng)風(fēng)磁場(chǎng)對(duì)地球磁場(chǎng)施加作用，好像要把地球磁場(chǎng)從地球上吹走似的。盡管這樣，地球磁場(chǎng)仍有效地阻止了太陽(yáng)風(fēng)長(zhǎng)驅(qū)直入。在地球磁場(chǎng)的反抗下，太陽(yáng)風(fēng)繞過(guò)地球磁場(chǎng)，繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)，于是形成了一個(gè)被太陽(yáng)風(fēng)包圍的、慧星狀的地球磁場(chǎng)區(qū)域，這就是磁層。
　　地球磁層位于地面600～1000公里高處，磁層的外邊界叫磁層頂，離地面5～7萬(wàn)公里。在太陽(yáng)風(fēng)的壓縮下，地球磁力線向背著太陽(yáng)一面的空間延伸得很遠(yuǎn)，形成一條長(zhǎng)長(zhǎng)的尾巴，稱為磁尾。在磁赤道附近，有一個(gè)特殊的界面，在界面兩邊，磁力線突然改變方向，此界面稱為中性片。中性片上的磁場(chǎng)強(qiáng)度微乎其微，厚度大約有1000公里。中性片將磁尾部分成兩部分：北面的磁力線向著地球，南面的磁力線離開(kāi)地球。
　　1967年發(fā)現(xiàn)，在中性片兩側(cè)約10個(gè)地球半徑的范圍里，充滿了密度較大的等離子體，這一區(qū)域稱作等離子體片。當(dāng)太陽(yáng)活動(dòng)劇烈時(shí)，等離子片中的高能粒子增多，并且快速地沿磁力線向地球極區(qū)沉降，于是便出現(xiàn)了千資百態(tài)、絢麗多彩的極光。由于太陽(yáng)風(fēng)以高速接近地球磁場(chǎng)的邊緣，便形成了一個(gè)無(wú)碰撞的地球弓形激波的波陣面。波陣面與磁層頂之間的過(guò)渡區(qū)叫做磁鞘，厚度為3～4個(gè)地球半徑。
　　地球磁層是一個(gè)頗為復(fù)雜的問(wèn)題，其中的物理機(jī)制有待于深入研究。磁層這一概念近來(lái)已從地球擴(kuò)展到其他行星。甚至有人認(rèn)為中子星和活動(dòng)星系核也具有磁層特征。