地球南北磁极为什么会发生颠倒？

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地球南北磁极为什么会发生颠倒？

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怎么知道颠倒过？

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地核是铁镍质，外地核是液态岩浆，地核转动速度比外地核快，产生摩擦电流，形成电磁既地磁。
由于地球倾斜在轨道运动，南北半球在冬夏季受到的太阳引力不同，发生地球的外球向太阳引力方向转动，地核向相反方向转动。
地核转动180度，地磁极颠倒一次。
固体地球结构示意图如下：

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所谓的地球南北磁极发生颠倒其实是日本地质学家松山基范的错误判断。地球是层圈构造每层角速度不同，由内向外角速度越来越慢。在固体潮汐的作用下，地壳滞后地幔自转导致岁差，也就是地壳在地幔上东西半球易位。因地轴倾斜，东西半球易位原来地壳的经纬度不会与原来地幔的经纬度重合，使得地壳在地幔上弦动，约30多个岁差周期南北地壳在地幔上易位。这就是所谓的地球南北磁极颠倒。

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用鸡蛋来模拟一下地球。
将整个鸡蛋看作地球，将它分为外部的蛋壳、中间的蛋白和内部的蛋黄三个部分。这些部分的密度和厚度各不相同，就像地球的不同地质层。
蛋壳相当于地球的外部岩石圈，它是地球最外面的硬壳层，厚度约为10-60公里，主要由硅酸盐矿物组成。
蛋白相当于地球的中间地幔层，位于蛋壳和蛋黄之间，它的厚度约为2,900公里，主要由硅酸盐和铁镁矿物组成。
蛋黄相当于地球的核心，它包含了地球的外核和内核。地球外核的厚度约为2,200公里，主要由液态的铁和镍组成。地球内核的厚度约为1,200公里，主要由固态的铁和镍组成。


地球内部磁场产生的原因主要发生在地球的外核，特别是液态外核的部分。也就是说在蛋黄的外层。
地球外核是地球内部的一个具有流动性质的层，深度约为2890-5150千米，厚度约为2200千米，温度约为4000℃。由于地球外核的温度和压力非常高，金属铁和镍的物理性质也发生了变化，导致这个区域的物质表现出了流动性质。
地球外核中的热对流是地球内部磁场产生的关键，这些热对流产生的电流在地球外核内形成了磁场，并向地球表面扩散。这个过程还受到地球自转的影响，因为地球自转会导致地球外核中的热对流变得更为复杂，产生更复杂的磁场结构。
我们可以简单粗暴地认为，当我们将一颗生鸡蛋高速旋转的时候，蛋黄与蛋壳的相对位置不再是处于永久稳定的状态。当它的总体运动方向与鸡蛋外壳的运动方向无法达到一致的时候，磁极翻转便开始了。
地球磁场是由地球内部流动的电流产生的，这些电流是由地球内部液态外核中流动的热对流导致液态金属的运动，而金属中的自由电子又可以产生电流，从而形成地球的磁场。
随着鸡蛋高速旋转的进行，蛋黄内的磁场会逐渐改变，最终在旋转几万年或者几十万年的 过程中完全颠倒。南北磁极的位置会跟着交换。
在这个过程中，地球内部的物质也会发生变化。就像鸡蛋内部的物质可能会在旋转过程中发生扭曲或变形一样，地球内部的物质也会受到磁场变化的影响。例如，地球内部的液态外核和固态内核可能会受到磁场的影响而发生流动和变形，这些变化又会对地球磁场的产生和演化产生影响。
实际上，磁极翻转的时间尺度是非常长的，其周期一般在数百万年至几千万年之间。具体来说，地球磁场的磁极方向变化的时间尺度可以从数千年到数百万年不等，其中比较常见的磁极翻转周期约为20万年左右。
虽然磁极翻转的周期很长，但它并不是一个周期性的现象。也就是说，从历史记录中可以看出，磁极翻转的间隔时间并不是非常规律的，有时间隔只有几万年，有时则可能达到数百万年。磁极翻转也不是一个突然发生的事件，而是在相当长的时间内逐渐发生的，可能需要数千年或更长时间才能完成一次完整的磁极翻转。