Page 65 - 1081031小論文

地磁反轉與蜂群崩潰症候群

討地磁特性和蜂群崩潰症候群的關聯。以下，本文會分別介紹地磁、蜜蜂磁感受器及兩者之
間的交互影響。

三、地磁與地磁反轉的成因

(一)什麼是地磁

地球磁場是源自於地球內部，並延伸到太空的磁場。磁場在地表上的強度在 25－65 微
特斯拉（即 0.25 至 0.65 高斯）之間。粗略地說，地磁場是一個與地球自轉軸呈 11°夾角的磁
偶極子，相當於在地球中心放置了一個傾斜了的磁棒。目前的地磁北極位於北半球的格陵蘭
附近，實際上它是地磁場的南極，而地磁南極則是地磁場的北極。

磁層指的是地磁場在電離層以上的影響範圍。它能夠向太空延伸幾萬公里，並且阻止
太陽風和宇宙射線中的帶電粒子損毀地球大氣上層，因此使得阻擋紫外線的臭氧層不致消失，
受到地球磁場牽引的帶電粒子也在地球兩極高空中造成絢麗的極光（aurora）現象。

(二)地磁的成因：發電機理論（ Dynamo theory）

科學家認為，地核向外散發熱量時，引起外核中熔融鐵的對流運動，進而產生電流，地
球磁場即是此電流所致。這種形成天體磁場的原理，稱為發電機理論（dynamo theory）。當
導電流體流經已形成的磁場時，會產生電磁感應及其磁場。感應磁場對原磁場有補償作用，
如此一來可維持自身電力的發電機就形成了。類似的磁場在太陽、金星等天體上也存在
（ 格拉茲麥爾、歐爾森，2005 ）。依照發電機理論，若一顆行星能夠產生行星磁場，必須
滿足三大要件：

1、 行星內部存在大量的導電流體
地球深處的外核為液態，且富含鐵質，包覆著由純鐵所組成的固態內核，深埋在厚重的
地核與極薄的大陸、海洋地殼之下，距離地表的深度約 2900 公里。這些由鎔融的鐵和鎳構
成的外核，具有導電性能，相對著包圍在外面的地函發生轉動，使之在原有的小型磁場中產
生電流，這個電流就可以產生地球的磁場。

2、熱對流
驅動地球發電機的能量，一部分是熱能，一部分是化學能，兩者在地球核心深處加熱物
質，使得地核底部比頂部熱，造成浮力，因此外核深處那些較熱、密度較低的鐵會上升。當
這些液體到達地核頂端， 碰到上方的固態地函時， 會喪失部分的熱。於是液態鐵會冷卻、
密度變得比周圍環境高，因而下沉。這個透過外核內部液態鐵元素的上升及下沉，將熱能由
下往上傳送的過程，稱為熱對流。

3、科氏力效應
地球自轉造成科氏力效應（Coriolis effect），會使得地核內上升的流體偏向。在地核中，
科氏力使湧升的流體沿著螺旋路線上升，順著似螺旋線圈般的移動。而又因地球擁有富含鐵
的液態核心，有足夠的能量驅動對流，並具有科氏力可使對流的流體扭轉，這促使以導電流
體流經已形成的磁場時，會產生電磁感應及其磁場，這使地球內部得以產生磁場，即為發電

4