地磁極

地磁極 (Geomagnetic Pole)
國立臺灣大學物理學系 陳昱璟

地磁極 (geomagnetic pole) 為兩個位於地球表面上的點，靠近地理南北極，若將地球的磁場模擬成一磁偶極 (magnetic dipole)，此磁偶極的中心軸與地球表面的交點即為地磁極，通過兩點的軸則為地磁軸，地磁軸並不和地球自轉軸重合，而是相差約 11 度的夾角，由圖一我們可以清楚地了解彼此的相對位置。

圖一、地球地磁極與地理北極之示意圖。（本文作者陳昱璟繪）

地磁極可以分成磁北極與磁南極，而磁北極其實為磁偶極南極指出的方向，但由於以前人們定義了指南針北極指向的方向為磁北極，這個定義便沿用至今日。此外，不同於自轉軸，地磁軸並沒有通過地球正中心，因此，磁北極與磁南極並沒有位於對蹠點 (Antipodes)，磁北極到地理北極的距離比磁南極到地理南極的距離還要短。

科學家從觀測的資料中發現，地磁極並不是固定不動，會受到地球內部的磁場變化影響，它以極緩慢的速度移動，約每年移動 55 公里至 60 公里，目前的磁北極位在加拿大境內，而過去的部分磁北極與磁南極的觀測資料附於表一之中。

表一、近年來，磁南極與磁北極觀測位置。

地球磁場的來源現今多以發電機原理來解釋，由於地球內部外核 (outer core) 中的鐵、鎳等物質，在地球內部流動，再加上行星自轉，這些物質會因為電磁感應而形成渦電流，此電流進而產生地球的磁場。

除了短時間的位置變化之外，地球科學家在研究地殼時發現，當岩石從高溫的岩漿冷卻，會記錄當時地球的磁場，而海洋中的海洋板塊，由於中洋脊不停生成新板塊，擠壓原本的舊版塊，因此，整個海洋板塊就像一個地磁的記錄器，可以不停地記錄當時的地磁。圖二為過去五百萬年的地磁紀錄，黑色區域代表與現今磁極方向相同，白色區域代表與現今方向相反。在檢視板塊所留下的地磁紀錄，科學家發現地球磁極有反轉的現象，一般幾千年甚至更長才會發生一次地磁反轉，而此現象的週期並沒有週期可循。最近一次的地磁反轉發生大約 78 萬年前，當發生地磁反轉時，地球的磁場會減弱並變得混亂，直到磁極反轉後才會重新變強。

圖二、五百萬年至今的地磁紀錄。（引用自參考文獻 3）

參考文獻

1. 地磁場｜維基百科。http://zh.wikipedia.org/zh-tw/%E5%9C%B0%E7%A3%81%E5%9C%BA
2. North Magnetic Pole —http://en.wikipedia.org/wiki/North_Magnetic_Pole
3. 地磁逆轉｜維基百科。http://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%9C%B0%E7%A3%81%E9%80%86%E8%BD%89
4. 格拉茲麥爾 (Gary A. Glatzmaier) 與歐爾森 (Peter Olson) (2005)。地球磁場即將反轉？。科學人雜誌，第39期5月號。