地球的磁場稱作地磁場，起源地球內(nèi)部，向外延伸至太空。這個磁場由地核的劇烈運(yùn)動產(chǎn)生，對我們的日常生活有非常重要的價值：它為導(dǎo)航提供了基礎(chǔ)，保護(hù)了地球免受太陽粒子的影響，甚至可能在地球生命演化中發(fā)揮了重要作用。

關(guān)于地磁場，首先要了解的是，即使減弱，它也不會消失，至少在幾十億年內(nèi)不會消失。地磁場的形成源于地核外核中熔融鐵、鎳的對流運(yùn)動。美國羅徹斯特大學(xué)的地球物理學(xué)家約翰·塔都諾（John Tarduno）表示，隨著地核的固化和增長，地核內(nèi)部釋放的熱量推動了這一對流運(yùn)動，進(jìn)而產(chǎn)生電流，從而形成地磁場。據(jù)估計(jì)，地核每年大約增長一毫米。污泥螺桿泵

這種關(guān)于地磁場形成的理論，被稱為發(fā)電機(jī)理論，而地核作為磁場的“引擎”，已經(jīng)運(yùn)行了數(shù)十億年。根據(jù)2015年的一項(xiàng)研究，科學(xué)家認(rèn)為，在大約15億年前目前的地核結(jié)構(gòu)可能就已經(jīng)穩(wěn)定下來，當(dāng)時的磁場強(qiáng)度出現(xiàn)了飛躍。但是，塔都諾和他的團(tuán)隊(duì)在地球上最古老的礦物鋯石中發(fā)現(xiàn)了磁場存在的證據(jù)，并且可以追溯到42億年以前。這表明，地核活動在很長一段時間內(nèi)一直在產(chǎn)生磁場。油泵

在遙遠(yuǎn)的未來，地核很可能最終會變得足夠大，以至于外核的對流運(yùn)動不足以產(chǎn)生電流，磁場也會最終失效。但這種情況太遙遠(yuǎn)了，也許還需要幾十億年的時間，現(xiàn)在還不值得為此而失眠。

地磁場正在減弱，是與人類生活更相關(guān)的。160年以前，地磁場是否已經(jīng)開始減弱，以及未來會發(fā)生怎樣的變化，目前都不明確。塔都諾表示，目前的地磁場大約有80%為偶較子磁場。在過去的160年里，科學(xué)家們一直在用地磁觀測站和衛(wèi)星直接測量這種減弱趨勢。這意味著地磁場更多地是像一塊條形磁鐵。如果你能把鐵屑灑在地球周圍（這里需要除去太陽風(fēng)的影響），由此產(chǎn)生的磁場線將呈現(xiàn)出明確的北較和南較。但是，還有20%的地磁場是非偶較子磁場，這意味著地磁場比條形磁鐵更復(fù)雜，會出現(xiàn)局部的變化。轉(zhuǎn)子泵

在以往的地球歷史中，地磁場曾發(fā)生了多次地磁逆轉(zhuǎn)，即南北磁較互相換位。最后一次逆轉(zhuǎn)發(fā)生在78萬年前，大約是直立人（Homo erectus）的時代。由于地磁場的減弱通常發(fā)生在這些逆轉(zhuǎn)之前，因此一些人對又一場地磁逆轉(zhuǎn)是否即將到來提出了疑問。不過，地磁場有時也會先減弱，然后在不逆轉(zhuǎn)的情況下再次增強(qiáng)，這種現(xiàn)象被稱為“漂移”（excursion）。

塔都諾和他的團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，在南非地下的地核中，有一個奇怪的漩渦，可能是造成這種磁場減弱的部分原因。這一漩渦似乎就是南大西洋異常區(qū)形成的原因。該異常區(qū)從巴西以東約 300公里處開始，橫跨南美洲大部分地區(qū)，是已知的地磁場薄弱區(qū)域。在這片地區(qū)，來自太陽風(fēng)的帶電粒子會比其他區(qū)域更容易接近地球。在地理特征上，南大西洋異常區(qū)并不特別明顯。但是，地球軌道衛(wèi)星在那里遇到了更多具有破壞性的太陽粒子，曾在空間站上飛越該地區(qū)的宇航員報告稱，他們看到了流星的視覺現(xiàn)象。科學(xué)家認(rèn)為，這很可能是由于那里的近地軌道輻射水平相對較高造成的。液下泵

塔都諾的團(tuán)隊(duì)?wèi)岩桑戏堑叵碌牡蒯Ｗ兓赡苡|發(fā)了以往的地磁逆轉(zhuǎn)。好消息是，即使磁場在減弱，或者即將逆轉(zhuǎn)，地磁場也不會消失。沒有證據(jù)表明地磁場會在逆轉(zhuǎn)過程中不會消失。

即使發(fā)生地磁逆轉(zhuǎn)，“地球仍然會保留一部分磁場，這將是一個非常弱的磁場，”塔都諾說道。這個磁場強(qiáng)度很小的世界會是什么樣子？首先，你的指南針不管用了。“它將指向磁場強(qiáng)度最高的區(qū)域，”塔都諾說，“這一區(qū)域可能離你很近，也可能非常遙遠(yuǎn)。”

到了那時，北較光和南較光在低緯度地區(qū)也將都能看到，因?yàn)檫@些絢爛的景象是太陽噴射出來的帶電粒子（太陽風(fēng)）與地球磁層相互作用的結(jié)果。目前，較光只出現(xiàn)在兩較附近，循著地球的南北磁場線，但較弱的磁場將允許粒子穿透地球大氣層，照亮赤道附近的天空。

南大西洋異常區(qū)上空的衛(wèi)星異常現(xiàn)象可能在全球變得普遍，這將引起許多技術(shù)故障。太陽粒子會轟擊電子設(shè)備，造成所謂的單粒子翻轉(zhuǎn)（single-event upsets，SEUs），即計(jì)算機(jī)中CMOS電子元器件發(fā)生電位狀態(tài)的跳變，從而破壞內(nèi)存。當(dāng)?shù)厍虼髿鈱优c太陽粒子的電離層相互作用時，也會把電子從分子軌道上撞擊出來。這些自由電子會干擾用于通信的高頻無線電波的傳輸。衛(wèi)生泵

隨著時間的推移，太陽風(fēng)和地球大氣之間的相互作用還會破壞臭氧層，這將增加全體人類受到的紫外線輻射，并增加皮膚癌的風(fēng)險。

倫敦瑪麗女王大學(xué)的空間等離子體物理學(xué)家馬丁·阿徹說（Martin Archer）：“雖然沒有磁場可能不會對生命造成不會災(zāi)難性的影響，但地球上的輻射劑量會高得多。”幾乎沒有證據(jù)表明以往歷史中地磁場的變化影響了地球生命。不過，馬丁·阿徹在接受采訪時表示，地磁場無疑參與塑造了地球的表面，有助于防止地球脆弱的大氣層被太陽風(fēng)吹到太空。

磁場對于大氣層的形成并不是決定性的，例如金星就沒有磁場，但它具有濃厚的大氣層——超過96%都是二氧化碳。不過，地磁場確實(shí)起到了另外保護(hù)層的作用。火星曾經(jīng)擁有過磁場，可在大約40億年前已經(jīng)失去了，其大氣層也差點(diǎn)被不會剝奪。馬丁·阿徹指出，如果有一種方法可以讓月球擁有類似地球的大氣層，在短短一個世紀(jì)內(nèi)，太陽風(fēng)就會將其化為烏有。