行星磁場起源
摘 要：本文針對地球本身以及其所處空間環(huán)境進行系統(tǒng)分析，發(fā)現(xiàn)了空間等離子體環(huán)流形成地球磁場的物理機制，并且能夠很好的解釋其磁場的變化規(guī)律。同時這一理論分析模式還能夠很好的擴展到其他行星，彌補了現(xiàn)有的行星磁場起源理論的不足。
關鍵詞：行星磁場；地磁學；等離子體環(huán)流；水星；金星；火星
The Origin of Planetary Magnetic Field
Wang Liwei
Dalian Linton Technologies Group 116036, China
Abstract: based on the systematic analysis of the earth itself and its space environment, this paper finds the physical mechanism of the formation of the earths magnetic field by the space plasma circulation, which can well explain the change rule of its magnetic field. At the same time, this theoretical analysis model can also be well extended to other planets, making up for the shortcomings of the existing theory of the origin of planetary magnetic field.
Key words: planetary magnetic field; Geomagnetism; Plasma circulation;Mercury; Venus; Mars
目前比較主流的行星磁場起源理論認為行星磁場起源于行星內(nèi)部。主要是傳統(tǒng)的永磁體假說和內(nèi)部恒定電流說，但這兩種假說均存在明顯的漏洞，不符合物理學基本原理，無法很好解釋實際情況。因此，經(jīng)過長期的思考與研究，作者針對地磁場形成機制進行了系統(tǒng)并深入本質(zhì)的思考，提出了地磁場形成的機制，并與地磁場變化規(guī)律相吻合，同時還能夠擴展到其他行星。
1地磁場成因
傳統(tǒng)永磁體假說認為地球內(nèi)部存在巨大的鐵鎳永磁體核心并產(chǎn)生了行星磁場。這個假說有明顯漏洞，因為地球內(nèi)核溫度在3500℃以上，遠高于鐵磁性物質(zhì)的居里溫度，如鐵磁金屬Fe、Co、Ni、Gd、Er的居里溫度分別為770℃、1130℃、358℃、16℃、-251℃，常見鐵磁體如鐵氧體、釹鐵硼、鋁鎳鈷、釤鈷、鐵鉻鈷的居里溫度分別為 465℃、320℃-460℃、800℃、700-800℃、680℃?？梢姷睾酥械蔫F鎳核心在高溫下已經(jīng)沒有鐵磁性，因此鐵鎳核心不能夠為整個地球提供磁場。另外地幔溫度也在1100℃以上，地幔中可能存在的鐵磁體也已經(jīng)喪失了鐵磁性。
內(nèi)部恒定電流假說認為地球內(nèi)部存在熔體對流發(fā)電機制產(chǎn)生穩(wěn)定電流并產(chǎn)生磁場，而要想產(chǎn)生穩(wěn)定的電流需要穩(wěn)定的電壓，但在宏觀尺度上整個地球可以看做一個導體球，因此地球是一個巨大的等勢體。高溫的地球內(nèi)核更是一個電導率更良好的等勢體，而等勢體內(nèi)部的任何對流機制都不可能產(chǎn)生穩(wěn)定而又持續(xù)的電勢差，因此就不可能產(chǎn)生穩(wěn)定的電流從而產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場將地球磁化，因此這一假說也是不成立的。
國內(nèi)有學者提出行星磁場來源于兩極的極地渦旋產(chǎn)生螺旋電流造成[1]，但這一解釋不符合物理常識，因為低層的大氣渦旋的主體是電中性的，所以并不會產(chǎn)生電流，因此無法產(chǎn)生磁場。還有觀點認為，太陽輻射導致大氣中的云層帶電并出現(xiàn)電荷分布，同時云層隨地球自轉(zhuǎn)而產(chǎn)生磁場[2]，但明顯這個解釋過于牽強，因為云層分布具有極大的不確定性，并且云層中的電荷分布的尺度從地球空間角度來看還是很小，并不足以在地球這么大的尺度上產(chǎn)生持續(xù)而又穩(wěn)定的電流。
本文提出一種最為合理的解釋，即地磁場是由地球最外層——逃逸層內(nèi)層與電離層中存在的自西向東高速運動的等離子體環(huán)流所產(chǎn)生的磁場，同時由于高空電離層的存在而在地表所感應出的電偶極子隨地球自轉(zhuǎn)產(chǎn)生的磁場兩者相耦合，并將地球整體磁化并最終形成我們現(xiàn)在所看到的地磁場分布。下面我們解釋其中物理機制。
地球在太陽系內(nèi)公轉(zhuǎn)的過程中，一方面不斷的捕獲太陽風向外發(fā)射出的氫離子等物質(zhì)，另一方面也會有極少部分外層大氣被太陽風帶走，這是一個動態(tài)平衡的過程。我們可以通過分析地球捕獲太陽風離子的過程從而理解為何地球最外層大氣存在著自西向東的環(huán)流。
圖1，日地運行示意圖
如上圖所示，太陽風從太陽系的中心向四面八方傳播，高速運動的太陽風將地球向著太陽的一面大氣層壓縮，而背對太陽的一面的大氣層被拉的很長。當靠近地球的太陽風離子被地球引力捕獲時，這些離子需要在地球的引力的加速下獲得與地球運動方向相同的切向速度（地球也獲得了太陽風以及太陽光作用在地球上的徑向推力，這個推力與地球引力捕獲太陽風離子所產(chǎn)生的阻力兩者之間形成微妙的動態(tài)平衡，使得地球公轉(zhuǎn)軌道保持穩(wěn)定），這造成地球最外層大氣的質(zhì)心相對于地球本身具有一個位置滯后，使得地球運動前方一側(cè)的大氣層的厚度小于背對其運動方向的另一面的運動速度。因此這樣就形成了在地球公轉(zhuǎn)方向上，地球前方的太陽風迎風面積小于后方，而太陽風不斷的作用在大氣層上，就造成了一個逆時針的持續(xù)穩(wěn)定的驅(qū)動力使得最外層空間大氣存在自西向東的環(huán)流，而由于最外層主要是及其稀薄的帶正電荷的空間離子，因此這個與黃道平面平行的環(huán)流就形成了地球的外層空間磁場，這個環(huán)流在其內(nèi)部產(chǎn)生的磁場方向是由南向北的，而在其外部的空間范圍中的磁場方向是由北向南。
同時這個大氣外層環(huán)流還將力量傳遞給內(nèi)層大氣并作用于地球本體上，于是就產(chǎn)生地球自西向東自轉(zhuǎn)的驅(qū)動力，使得地球自轉(zhuǎn)并加速，這個加速效果與地月潮汐作用的減速效果達到動態(tài)平衡，并且在地球兩極還會產(chǎn)生穩(wěn)定的極地大氣渦旋。同時由于最外層大氣帶正電的電離層的存在，地球的陸地表面將產(chǎn)生感應負電荷，并且在陸地內(nèi)表層產(chǎn)生相應的并且較為分散的且空間分布固定的感應正電荷，空間分布固定的原因是由于陸地可視為一個表層導電性能較差而深處導電性能較好的導體球，產(chǎn)生的感應電荷是為了抵消外部電場作用，使地球的內(nèi)部電勢差保持為零。這些地球表面的感應負電荷隨著地球的自轉(zhuǎn)會產(chǎn)生一個與地球南北極相反的磁場并主導地表磁場，與此同時地球內(nèi)表層的感應正電荷產(chǎn)生的磁場與負電荷相反并主導地球內(nèi)表層磁場，這兩個磁場將產(chǎn)生耦合，即相當于在地球大地表層分布的垂直方向上的電偶極子隨著地球做軸向旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的的磁場，這個磁場主導地表磁場分布并與高空離子環(huán)流磁場耦合形成閉合場。
另外由于地球大陸只占總表面積的29%，并且大陸面積中還存在很多復雜的地形如森林、沙漠、草地等等，地表植被具有復雜的立體結(jié)構，這相比于裸露的地表，會大幅度的增強地表感應電荷總量從而提高表層地殼中的感應電偶極子強度，從而隨著地球自轉(zhuǎn)使得相應的地表磁場得到增強，同時還有雨雪干旱、閃電放電等天氣現(xiàn)象會不斷的改變這些地表的感應電荷存量。另外海洋中的主要成分水與食鹽都是抗磁性物質(zhì)，而大地中主要是順磁性物質(zhì)，并且存在鐵磁礦等強鐵磁性物質(zhì)，所以造成地表磁場強度變化莫測，使得我們長期難以看清其物理本質(zhì)。
圖2，地球電荷及磁場分布示意圖
綜上所述，如圖2所示，地球大氣最外層與黃道平面平行的高空等離子體環(huán)流在大氣層最外側(cè)產(chǎn)生高空磁場，主導地球大氣層外層空間磁場，同時高空等離子層在地表感應電偶極子，并在地球自轉(zhuǎn)作用下產(chǎn)生與地球南北極相反的磁場，主導地表磁場。同時地表磁場對地球外層的低溫球殼進行磁化并增強了地表磁場。這就是地球磁場產(chǎn)生的機理。
根據(jù)以上磁場理論模型，我們還可以知道，當?shù)乇砀袘撾姾捎捎诶子辍⒌卣?、火山爆發(fā)、冰川覆蓋等原因?qū)е麓蟮刂脖粶p少或增加等現(xiàn)象而使表面感應負電荷存量發(fā)生變化時，大地的極化強度就隨之發(fā)生變化，該區(qū)域地表的磁場總強度也隨之發(fā)生相應的變化，所造成的區(qū)域電場強度變化也會影響這一地區(qū)的高空電離層大氣的形狀。與此同時，地球內(nèi)表層大地中的正電荷也隨之減少或者增加，如果變化過程是瞬時的，那么大地之中就會產(chǎn)生較大的瞬時電流，并產(chǎn)生一個較強的地磁擾動；如果變化過程是緩慢的，那么就會產(chǎn)生一個較小的穩(wěn)定的電流。
有研究分析過去80年歷史數(shù)據(jù)指出，地磁指數(shù)對太陽黑子數(shù)有一個顯著的同期和滯后1~4年的相關影響[3]。本文提出的行星磁場模型能夠很好解釋其中物理機制。太陽黑子數(shù)量的多少反映出太陽電磁活動的強弱，與太陽風強度也有對應關系。這樣就使得地球最外層大氣的等離子體環(huán)流的厚度有著周期性的波動，隨著太陽風強度的增加而增厚導致電荷總量增加，而后隨著太陽風強度的減弱又逐步丟失。高空等離子環(huán)流中的離子電荷總量與地表感應電偶極子的總量有對應關系。因此就導致了地磁指數(shù)與太陽黑子活動周期發(fā)生響應并有著時間上滯后的周期。
數(shù)據(jù)表明地磁場在近四百年來長期處于緩慢減弱的趨勢[4]，根據(jù)以上磁場模型可合理推測出這與工業(yè)革命以來人類社會快速發(fā)展并持續(xù)破壞地表植被有著直接關系。根據(jù)以上地磁模型我們也可以推導出地球磁極翻轉(zhuǎn)的原因：當全球地表植被大幅度的減少到一定程度，導致地表磁場降低到不能抵抗高空等離子體環(huán)流磁場時，地球表面就會出現(xiàn)磁極翻轉(zhuǎn)，直到地表植被恢復才會回歸正常。植被大幅度減少的原因可以是人類大規(guī)模生產(chǎn)活動、熱核戰(zhàn)爭或者環(huán)境污染破壞，也可以是小行星撞擊、大規(guī)?；鹕奖l(fā)、冰川擴張覆蓋等原因。
另外，近一百年來地球磁極正持續(xù)的由加拿大向西伯利亞方向漂移，并且在1900-1980年期間移動不多，而在1980-2018年期間卻加速漂移[5]。由本文地磁模型可知，磁極由加拿大向西伯利亞方向漂移，這說明從北極往西伯利亞方向也就是中國方向的地表磁場強度相較于北美大陸得到了提高，而數(shù)據(jù)表明中國的植被覆蓋率在近幾十年得到了明顯的增長[6][7]，并且增長速度還在加快，中國森林覆蓋率由建國時的12.5%升至2019年的22.96%。
在2000-2017年間，全球綠化面積增加了5%，中國和印度在陸地植被面積只占全球總量9%的情況下，對全球綠化增量的貢獻達到約1/3。其中，中國的貢獻占全球綠化增量的約25%，并且主要是森林植被恢復[8]。植被的恢復使得該區(qū)域地表感應電偶極子強度不斷得到增加，隨之使得地球這一側(cè)的地表磁場強度增大而使得磁極向這一側(cè)移動。
以上我們就完成了對地球磁場起源的分析，同時我們還可以將這個分析思路擴展到其他行星磁場起源的解釋上。
2水星磁場及成因
根據(jù)水手10號的測量，水星磁場的強度僅有地球的1.1%。在水星赤道的磁場強度大約是300nT。像地球一樣，水星的磁場是雙極的。不同于地球的是，水星的地磁軸和水星的自轉(zhuǎn)軸幾乎是一致的。
水星公轉(zhuǎn)與自轉(zhuǎn)周期分別約為88與59天，每公轉(zhuǎn)太陽二次時也自轉(zhuǎn)三次，形成軌道共振。由于距離太陽只有0.3871天文單位，并且自轉(zhuǎn)非常緩慢，所以水星表面溫度變化幅度較大，在-190℃至428℃之間。另外，水星由大約70%的金屬和30%的硅酸鹽材料組成，當其向陽的一面處在表面大地溫度較高時，其表面高溫狀態(tài)可以認為處于電導率最大值的狀態(tài)，這意味著在大氣電場作用下其表層大地達到最大程度的極化，并且該極化狀態(tài)能夠得以保持。另外由于水星表面沒有海洋且總體地形地貌較為一致，使得水星表層的極化強度較為平均，所以其地磁軸與自轉(zhuǎn)軸的夾角很小。當水星在近日點時，北半球更多的朝向太陽，北半球所得到的太陽輻射總是高于南半球，因此造成水星北半球的地表平均最高溫度要高于南半球，也就造成北半球表層各處的極化強度整體略高于南半球，因此北半球的極化強度大于南半球，從而造成在水星的表面北半球的磁場略強于南半球。
水星質(zhì)量相當于地球5.5%，因此水星的高空等離子體環(huán)流的流量和半徑都要小，另外其自轉(zhuǎn)速度是地球的1/59，使得表面磁場也較弱，造成水星磁場強度只有地球的1.1%。
3金星磁場
金星是太陽系八大行星的第二顆行星，距離太陽約0.72天文單位，軌道在水星與地球之間。金星的自轉(zhuǎn)周期是243天且自轉(zhuǎn)方向與地球相反，公轉(zhuǎn)周期是224.7天，磁場強度只有地球的十萬分之一左右。金星的體積是地球的88%，質(zhì)量相當于地球的80%。它的大氣層總質(zhì)量是地球的93倍左右，其中超過96%都是二氧化碳，厚度也比地球大氣層厚了50公里，且其大氣內(nèi)部溫室效應很強，地表溫度在400℃以上。
在解釋金星磁場起源之前先分析金星自東向西自轉(zhuǎn)的原因。
由于金星質(zhì)量較地球小造成自身引力較小，而大氣層更厚且大氣質(zhì)量高，其大氣主要是質(zhì)量較大的氣體分子，相對難以捕獲外層空間中高速運動的太陽風離子。由于金星大氣的減速作用，金星對其公轉(zhuǎn)方向前方的太陽風離子具有一定的捕獲能力，而對其后方的太陽風離子捕獲能力較差而使得其動量無法有效傳遞，這就對金星大氣產(chǎn)生了持續(xù)的順時針的作用力，在持續(xù)的太陽風吹掃的作用下就在大氣最外層產(chǎn)生非常稀薄的順時針高速運動的電離層環(huán)流，這個環(huán)流的存在使得金星順時針自轉(zhuǎn)。
根據(jù)本文地磁理論，金星相反的自轉(zhuǎn)方式?jīng)Q定了金星磁場極性與地球相反。同時金星大氣中存在大量的閃電現(xiàn)象，這說明金星大氣中存在電場，因此金星高溫地殼表層也能夠存在感應電荷與感應電偶極子，但其自轉(zhuǎn)速度較慢，導致磁場非常微弱。
由以上分析可知，若將金星改造成為宜居行星就需要降低金星大氣層的總質(zhì)量與厚度，并將占比達96%的二氧化碳封存起來，從而逐步在金星表面產(chǎn)生與地球類似的磁場，之后通過磁場不斷捕獲太陽風氫離子逐步恢復其海洋，并中和固化表面硫酸，之后恢復植被，恢復正常生態(tài)系統(tǒng)——工程量非常大。
4火星磁場
火星的直徑、質(zhì)量、表面重力約分別為地球1/2、1/9、2/5，火星自轉(zhuǎn)軸傾角、自轉(zhuǎn)周期與地球相近，公轉(zhuǎn)周期則為兩倍左右?；鹦谴髿鈱用芏戎挥械厍虼髿?%，其中96%是二氧化碳。火星磁場強度為地球磁場的0.1%~0.2%。由于火星引力較小，同時沒有磁場的有效保護，導致其大氣層非常稀薄，外層空間等離子體環(huán)流也較弱，另外火星表面低溫干燥，因此火星表層導電性能極差，也難以產(chǎn)生大量的感應電偶極子，所以兩點原因共同造成火星磁場幾乎完全喪失。
根據(jù)最新的探測表明，火星上曾經(jīng)存在廣闊的海洋，并且曾經(jīng)有著較強的磁場，還多次發(fā)生磁極互換。這是由于，在火星表面較為濕潤存在植被的情況下，通過與高空等離子體環(huán)流感應作用，火星表層能夠極化并隨著火星自轉(zhuǎn)產(chǎn)生較強的磁場，磁場提供保護使火星大氣維持在較厚的狀態(tài)，產(chǎn)生較強的溫室效應使火星成為宜居行星。而當火星表面植被由于火山爆發(fā)或者其他因素而大幅度減少，使得地表磁場降低到無法與外層空間磁場抗衡時，即造成火星磁極翻轉(zhuǎn)，當?shù)乇碇脖换謴蜁r，磁極也重新回到正常狀態(tài)。磁極翻轉(zhuǎn)過程在地球上也多次發(fā)生。不同的是，地球的引力較強，能夠維持住較強的外層等離子體環(huán)流，能夠維持住較強的外磁場并將行星磁化，也可以對大氣提供較好的保護。而火星引力較弱，在磁極翻轉(zhuǎn)的過程中不斷的丟失水和大氣質(zhì)量，最終導致無法有效維持宜居的生態(tài)環(huán)境，導致無法生長植被，使得火星磁場最終消失，失去磁場保護導致海洋消失。現(xiàn)在，失去磁場保護的火星大氣在太陽風的作用下一直在不斷丟失質(zhì)量。
5木星磁場
木星是一個巨大的液態(tài)氫星體，其質(zhì)量、半徑、體積分別是地球的318、11、1316倍。木星有很強的引力、磁場和輻射帶。由于木星巖石內(nèi)核相對整個行星來說很小，并且由于內(nèi)部高溫，所以巖石內(nèi)核的表面光滑，也難以在固體內(nèi)核表面產(chǎn)生較強的感應電偶極子，所以它只有一個外磁場，使得木星磁極方向與地球相反。
6土星磁場
土星是一顆類木氣態(tài)行星，磁場形成機制與木星類似。
7天王星磁場
天王星屬于冰巨星，主要是由巖石與各種成分不同的水冰物質(zhì)所組成，其組成主要元素為氫（83%），其次為氦（15%）。天王星體積是地球的65倍，質(zhì)量約為地球的14.63倍。天王星的標準模型結(jié)構包括三個層面：在中心是巖石的核，中間是冰地幔，最外面是氫/氦組成的外殼。相較之下核非常的小，有0.55地球質(zhì)量，半徑不到天王星的20%；地幔則是個龐然大物，質(zhì)量大約是地球的13.4倍；而最外層的大氣層則相對上是不明確的，大約擴展占有剩余20%的半徑，質(zhì)量大約有地球的0.5倍。冰地幔實際上并不是由一般意義上所謂的冰組成，而是由水、氨和其他揮發(fā)性物質(zhì)組成的熱且稠密的流體。這些流體有高導電性，有時被稱為水與氨的海洋。天王星并沒有土星與木星那樣的巖石內(nèi)核，它的金屬成分是以一種比較平均的狀態(tài)分布在整個地殼之內(nèi)。
由于天王星的質(zhì)量很大，其表面也是氣態(tài)，其自身所具有的外層高空離子大氣環(huán)流形成磁極軸與自轉(zhuǎn)軸相同的磁場1并且自轉(zhuǎn)軸與黃道平面只有7.77°的夾角；與此同時，行星最外層逃逸層的稀薄的太陽風等離子體環(huán)流始終保持在黃道平面上作逆時針旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生磁場2，另外，天王星能夠?qū)щ姷陌北蒯Ｔ陔婋x層電場極化下產(chǎn)生感應電偶極子，隨著自轉(zhuǎn)產(chǎn)生一個磁場，推測這三個磁場相互疊加就形成了與自轉(zhuǎn)軸成夾角并隨著行星自轉(zhuǎn)而不斷旋轉(zhuǎn)的天王星磁場。另外由于天王星密度較低且星體質(zhì)量遠小于木星、土星，導致其引力相對較弱，使得外層離子環(huán)流偏離其行星中心較多，使得磁場中心與行星中心偏離較大。
關于天王星的自轉(zhuǎn)軸為何表現(xiàn)得如此奇特，在此嘗試解釋：假設天王星最開始的自轉(zhuǎn)軸和磁軸是重合的且與黃道平面垂直，由于天王星距離太陽距離遙遠，在外層等離子體環(huán)流的驅(qū)動下，靠近赤道附近低緯度的天王星大氣與天王星冰地幔存在比兩極更強的摩擦，同時赤道地區(qū)還能夠得到來自太陽輻射的熱量，這樣造成兩極地區(qū)與赤道地區(qū)的形成較大的溫差，而使得天王星的冰地幔由最初的圓形逐步變成南北走向的紡錘形，但在兩極附近極可能出現(xiàn)較為突出的冰帽，這樣奇異的結(jié)構在大氣環(huán)流的作用下就變得極其不穩(wěn)定，于是這個紡錘形靠近兩極的某處出現(xiàn)斷裂導致該處的極地冰帽向一側(cè)崩塌，同時也引發(fā)另一極的冰帽坍塌。坍塌之后新的冰帽又會出現(xiàn)……這樣持續(xù)的重力沖擊產(chǎn)生的扭矩使得其自轉(zhuǎn)軸逐步翻轉(zhuǎn)變成了現(xiàn)在的狀態(tài)。在自轉(zhuǎn)軸翻轉(zhuǎn)97.77°的狀態(tài)下，天王星兩極能夠在公轉(zhuǎn)的過程中比較均勻的得到太陽的加熱，而赤道附近又有大氣與地幔摩擦發(fā)熱，同時還有在傾斜磁場的作用下，太陽風高能粒子對兩側(cè)磁極的不斷轟擊也能夠產(chǎn)生熱量，這三個發(fā)熱機制的共同作用使天王星的冰地幔能夠維持為接近球形，從而達到比較穩(wěn)定的自轉(zhuǎn)狀態(tài)，所以就形成了這樣的運動方式。
8海王星磁場
海王星的軌道半長軸為30.07天文單位，公轉(zhuǎn)周期為164.8年，自轉(zhuǎn)周期為16時6分36秒，質(zhì)量為17.147地球質(zhì)量，半徑為3.86地球半徑。同樣，由行星大氣逃逸層等離子體環(huán)流驅(qū)動理論可知，質(zhì)量較大的海王星能夠擁有較強的磁場，這與實際情況能夠吻合。其磁場形成機理與天王星類似。
總結(jié)
最新的研究和觀測表明，太陽風氫離子能夠通過轟擊小行星表面從而產(chǎn)生水[9],科學家在月球上也發(fā)現(xiàn)了太陽風氫離子轟擊月壤形成SiOH的證據(jù)[10]。而在了解了行星磁場起源之后，我們還可以更好的解釋行星上水的來源以及海洋的形成。以最靠近太陽的水星為例。水星上存在大量的氧元素，而水星的磁場能夠捕獲太陽風離子并在磁場的引導下向水星兩極高速撞擊。當太陽風中的氫離子與水星兩極大氣中或者兩極極地中存在的含有氧原子的分子發(fā)生碰撞時，就有一定概率發(fā)生反應而生成水,并沉積在水星表面的低溫區(qū)域如兩極的環(huán)形山中。于是我們可以看到水星兩極的環(huán)形山中存在大量的冰。
在地球上同樣可以發(fā)生這樣的過程：兩極在太陽風氫離子的轟擊下產(chǎn)生水分子并不斷沉積，并且由于地磁場對太陽風的屏蔽作用而得以實現(xiàn)大氣層質(zhì)量的動態(tài)穩(wěn)定。當磁場不斷減弱而無法屏蔽太陽風離子對行星外層大氣的剝離時，最輕的氫原子就會不斷的散失到宇宙空間中，促使水源源不斷進入大氣中并分解，最終使行星表面的海洋逐步消失，所以地球磁場的穩(wěn)定對生態(tài)環(huán)境安全至關重要。
這樣，我們不僅明白了行星磁場產(chǎn)生的機理，也知道了如何改變或者恢復行星的磁場，這不但對當今人類文明發(fā)展具有重要參考價值，還對于未來人類進軍宇宙空間改造其他行星也具有重要的指導意義。
