現任職於美國加州大學洛杉磯分校的布拉金斯基（Stanislav Braginsky）曾於1960年代時指出，熱由地核的上部逃逸，同時也會使固態內核的體積增加，產生兩種額外的浮力來源，驅動對流：當液態鐵在固態內核的外緣凝固而形成晶體時，會釋放潛熱。這些熱可以加強熱浮力。此外，如硫化鐵和氧化鐵等密度較低的化合物被內核的晶體排出，上升通過外核，也會加強對流。

行星要產生能自我維持的磁場，還有第三個條件：旋轉。地球自轉造成科氏力效應，會使地核內上升的流體偏向，就像造成洋流及熱帶風暴被扭轉成在氣象衛星影像中常見的漩渦狀那樣。在地核中，科氏力使湧升的流體沿著像開酒瓶器的螺旋路線上升，彷彿順著彈簧的螺旋線圈移動。

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，這些是地球發電機之所以能自我維持數十億年的主要原因。但科學家需要更多證據來解釋令人困惑的問題，像是磁場的生成，以及為什麼磁極會隨時間而改變等。

磁場分佈圖
過去五年裡，由於科學家終於能夠比對相隔20年所觀測到地球磁場的準確分佈，因而有了重大發現。1980年，磁場衛星（Magsat）測量了地球表面上的磁場；另一枚衛星厄斯特 （Oersted）則是在1999年起進行同樣的測量。假設地函的電流可以忽略，研究者可利用衛星觀測到的結果，以數學方法推算出磁場在地核頂部的分佈。地核內具有更為劇烈、複雜的磁場，而且也是磁場變動的真正發源處，但是研究人員可推算的極限是在地核–地函交界處；因為地核內的電流極強，因此無法直接測量內部的磁場。儘管在此既有限制之下，研究人員仍然得到了許多重要的觀測結果，包括關於磁極可能開始反轉的線索。

重要的發現之一，是地球的大部份磁場僅來自地核–地函交界面上的四個廣大區域。雖然地球發電機所產生的磁場非常強烈，但是磁場的能量只有約1％可以延伸到地核外。在地表進行測量時，這個磁場最顯著的結構是偶極，多數時候與地球自轉軸大致平行。地磁就如同一根普通的磁鐵棒，而這個磁場的主要磁通量是在南半球由地核向上穿出，並在北半球向內進入地核。（指北針的磁針之所以會指向地球的地理北極，就是因為上述偶極的磁南極正好在那附近。）但人造衛星顯示，磁通量並非是均勻遍佈全球的。偶極磁場的強度大部份是來自北美洲、西伯利亞和南極洲沿海地表下方。

任職於德國卡特倫堡–林島的馬克士普朗克太陽系研究所的克里斯坦森（Ulrich R. Christensen），推測這些大區塊是來自地核內部持續變化的對流結構，而且在幾千年間不斷改變。有沒有可能，類似的現象是造成磁偶極反轉的原因？由地質記錄得到的證據顯示，過去的反轉事件週期相當短，約4000~10000年。就算地球發電機停止運作，磁偶極也得要將近10萬年才會自行消失。因此，這麼快速的變化，暗示了有某種不穩定性破壞了原來的極性，同時產生新的極性。

對個別的反轉事件而言，這神秘的不穩定性可能是流場結構的某種混沌變化，只能偶爾成功的逆轉磁偶極。但發生反轉的頻率在過去1億2000萬年間穩定增加，可能是有外在的控制因素。其中一個可能，是地函底部的溫度變化能迫使地核改變其內部上升流動的結構。

來自 http://www.sciam.com.tw/read/reads...670&DocNo=1074