（五）磁场

地球周围存在着磁场，称地磁场（geomagnetic field）。地磁场近似于一个放置地心的磁棒所产生的磁偶极子磁场（图 3.5），它有两个磁极，S 极位于地理北极附近，N 极位于地理南极附近。两个磁极与地理两极位置相近，但并不重合，磁轴与地球自转轴的夹角约为 15°。以地磁极和地磁轴为参考系定出的南北极、赤道及子午线被称为磁南极、磁北极、磁赤道及磁子午线。1980 年实测的磁北极位置为北纬 78.2°、西经 102.9°（加拿大北部），磁南极位置为南纬 65.5°、东经 139.4°（南极洲）。长期观测证实，地磁极围绕地理极附近进行着缓慢的迁移。

地磁场的磁场强度是一个具有方向（即磁力线的方向）和大小的矢量， 为了确定地球上某点的磁场强度，通常采用磁偏角、磁倾角和磁场强度三个地磁要素（图 3.6）。

磁偏角是磁场强度矢量的水平投影与正北方向之间的夹角，变即磁子午线与地理子午线之间的夹角。如果磁场强度矢量的指向偏向正北方向以东称东偏，偏向正北方向以西称西偏。我国东部地区磁偏角为西偏，甘肃酒泉以西多为东偏。

磁倾角是磁场强度矢量与水平面的交角，通常以磁场强度矢量指向下为正值，指向上则为负值。磁倾角在磁赤道上为 0°；由磁赤道到磁北极磁倾角由 0°逐渐变为+90°；由磁赤道到磁南极磁倾角由 0°逐渐变为-90°。

磁场强度大小是指磁场强度矢量的绝对值。地磁场的强度很弱，平均为50μT（T 为特[斯拉]的符号）；在磁力线较密的地磁极附近强度最大，为 6O μT 左右；由磁极向磁赤道强度逐渐减弱；在磁赤道附近最小，

近代对地磁场的研究指出，地磁场由基本磁场、变化磁场和磁异常三个部分组成。

基本磁场占地磁场的 99％以上，是构成地磁场主体的稳定磁场。它决定了地磁场相似于偶极场的特征，其强度在近地表时较强，远离地表时则逐渐减弱。这些特征说明了基本磁场是起源于地球内部。对于基本磁场的起源， 过去曾认为地球本身是一个大永久磁铁，使得它周围产生磁场。但现代物理证明，当物质的温度超过其居里温度点时，铁磁体本身便失去磁性。铁磁体的居里温度是 500～700℃，而地球深部的温度远远超过此数值，所以地球内部不可能是一个庞大的磁性体。现今比较流行的地磁场起源假说是自激发电机假说。该假说认为地磁场主要起源于地球内部的外地核圈层。由于外地核可能为液态，并且主要由铁、镍组成，因此它可能为一个导电的流体层，这种流体层容易发生差异运动或对流。如果在地核空间原来存在着微样的磁场时，上述差异运动或对流就会感生出电流产生新的磁场，使原来的弱磁场增强；增强了的磁场使感生电流增强，并导致磁场进一步增强。如此不断进行， 磁场增强到一定程度就稳定下来，于是便形成了现在的基本地磁场。

变化磁场是起源于地球外部并叠加在基本磁场上的各种短期变化磁场。它只占地磁场的很小部分（＜1％）。这种磁场主要是由太阳辐射、太阳带电粒子流、太阳的黑子活动等因素所引起的。因此，它常包含有日变化、年变化及太阳黑子活动引起的磁暴（即较剧烈的变化）等成分。

磁异常（magnetic anomaly）是地球浅部具有磁性的矿物和岩石所引起的局部磁场它也叠加在基本磁场之上。一个地区或地点的磁异常可以通过将实测地磁场进行变化磁场的校正之后，再减去基本磁场的正常值而求得。如所得值为正值称正磁异常，为负值称负磁异常。自然界有些矿物或岩石具有较强的磁性，如磁铁矿、铬铁矿、钛铁矿、镍矿、超基性岩等，它们常常能引起正异常。因此，利用磁异常可以进行找矿勘探和了解地下的地质情况。