关于地球磁场的来源,早期历史上曾有来自北极星的传说,但是到公元17世纪初就已经认识到地球本身就是一个巨大的磁体,不过当时仍不清楚地球磁场是怎样产生的。随着科学的发展,对于地球磁场观测和地球结构的研究不断增多和深入,对地球磁场的来源先后提出了10多种学说。这里按照历史的先后对一些各有一定根据或设想的地球磁场来源学说作简单介绍:
(1)永磁体学说,是最早提出的一种学说,认为地球内部存在巨大的永磁体,由这永磁体产生地球磁场,但后来认识到地球内部温度很高,不可能存在永磁体。
(2)内部电流学说,认为地球内部存在巨大的电流,形成巨大电磁体产生地球磁场,但是既未观测到这种巨大电流,而且巨大电流也会很快衰减,不会长期存在。
(3)电荷旋转学说(公元1900年,简写作1900),认为地球表面和内部分别分布着符号相反、数量相等的电荷,由地球自转而形成闭合电流,由此电流产生磁场,但这学说缺乏理论和实验基础。
(4)压电效应学说(1929),认为在地球内部物质在超高压力下使物质中的电荷分离,电子在这样的电场中运动而产生电流和磁场。但理论计算出这样的磁场仅有地磁场的约千分之一(10-3)。
(5)旋磁效应学说(1933),认为地球内的强磁物质旋转可以产生地球磁场,但这种旋磁效应产生的磁场只有地球磁场的大约千亿分之一(10-11)。
(6)温差电效应学说(1939),认为地球内部的放射性物质产生的热量,使熔融物质发生连续的不均匀对流,这样产生温差电动势和电流,由此电流产生地球磁场,但理论估计也同地球磁场不符合。
(7)发电机学说(1946-1947),认为是地球内部的导电液体在流动时产生稳恒的电流,由这电流产生地球磁场。
(8)旋转体效应学说(1947),是根据少数天体观测得到的经验规律,认为具有角动量的旋转物体都会产生磁矩,因而产生磁场。这一学说需要使用一无科学根据的常数,5年后又被提出这一学说的科学家根据精密的实验结果加以否定了。
(9)磁力线扭结学说(1950),认为在地球磁场磁力线的张力特性和地核的较差自转,会使原始微弱的地球磁场放大,由此产生地球磁场。
(10)霍尔效应学说(1954),认为在地球内部由于温度不均匀产生的温差电流和原始微弱磁场的同时使用下,会由霍尔效应产生霍尔电动势和霍尔电流,由此产生地球磁场。
(11)电磁感应学说(1956),认为由太阳的强烈磁活动通过带电粒子的太阳风到达地球后,会通过地球内部的电磁感应和整流作用产生地球内部的电流,由此产生地球磁场。在这些学说中,只有发电机学说(又称磁流体发电机学说)在观 测、实验和理论研究上得到较多的证认,是目前研究和应用较多的地球磁场学说。
(12)自由电子旋转说,是民间地球科技爱好者王金甲根据分子原子学提出的。我们知道物质是由分子原子组成的,原子由原子核和电子组成。