上时，因为Sinα等于0，所以向赤道面力为0；当α=90o时，即当该点位于赤道面上时，因为Cosα等于0，所以向极力为0。只有当α=45o，向极力最大。
图6 液体外核物质的向赤道面运动示意图。a，示地核-幔界面处切线方向的F1力的形成； b，示F1导致向赤道面分力F4的形成。A，地轴与核-幔界面北极的交点；B，地轴与核-幔界面南极的交点；A’，地轴与核内固-液界面北极的交点；B’，地轴与核内固-液界面南极的的交点；O，坐标轴原点（位于核-幔界面上）；O’，地心；F，外核液体的离地轴作用力；F1，F在核表面切线方向的分力；F2，F在地核半径方向的分力；F3，F1在垂直于地轴方向的分力；F4，F1在地轴方向的分力；x轴与地核半径一致，方向由地心指向核-幔界面；y轴与外核表面切线一致，方向指向北方；x’轴与垂直于地轴的圆盘平面一致，方向由地轴指向核-液界面；y’轴与地轴平行，方向指向北方。
所以，液态外核物质，除做离地轴运动之外，还做从地极向赤道面的运动。这样，地核赤道核-幔界面处的物质越来越多，而地核两极处的物质却越来越小。地核赤道核-幔界面处的物质越来越多，压力越来越大，物质的液态性越强，刚性越弱。相反，地核两极处的物质越来越少，压力降低，物质的液态性增强，刚性减弱。
同样，两极处物质在离地轴和向赤道面运动时，本身又在相对地幔自东向西自转。在每一个垂直地轴的圆盘内，越是离地轴近的外核液态物质，相对地幔自转越快；越是离核-幔界面近的外核液态物质，相对地幔自转越慢。这样，就呈图7（a，b）所示的离地轴、向赤道面螺旋运动。就好像内核相对不动，相对内核自转的地幔带动液态外核物质离极、离地轴向赤道面螺旋运动一样（见图7，a，b）。这样，地核将形成赤道区域刚性强，液态性弱，而两极区域刚性弱，液态性强的以地轴为轴的轴对称球体。
图7. 地核相对于地幔自转变慢时，液态外核物质的运动及相应电流形成示意图。a，自赤道面横切的地核剖面北面观，示地核液态外核物质的离地轴螺旋运动情况；b自赤道面处将地幔切开，露出北半球地核的球面观，示液态外核物质的离地极、离地轴螺旋运动；c自赤道面横切的地核剖面北面观，示地核液态外核物质运动导致的电流向地轴螺旋流动；d，自赤道面处将地幔切开，露出北半球地核的球面观，示液态外核物质导致的电流的向地极、向地轴螺旋流动。A，部分固态地幔；B，液态外核物质的运动方向及电流方向；C，固态内核；D，液态外核；E，地心；F，地轴。
由图3 （c，d）可知，地球自转加快时，由于地核外地磁场的作用，感生电动势为地轴为负，核、幔界面处为正。因为越接近地核赤道处的地核半径越长，所以，这里的感生电动势越大，越接近地轴处的地核的半径越小，所产生的感生动势也就越小。当液态外核带负电的物质做离极、离地轴向赤道面螺旋运动时，就产生方向和物质运动方向相反的螺旋电流（因为是带负电的物质流动）（见图7，c，d）。根据右手螺旋管定则，就形成地球南极为N极，地理北极为S极的地核螺旋管磁场。这说明，地球自转加快时，地核磁场的方向和地核外磁场方向一致。这就增强了感生电流产生的磁场，也就增大了感生电流的强度，从而达到自激作用。地核磁场和地核外磁场一道，共同构成地磁场。 4.3 地核螺旋管磁场的变化规律
地球自转减慢时，地球自转减慢得越多，地核相对地幔自转加快得也就越多，地核相对地幔自转的速度也就越大，地磁场就越强。相反，地球自转减慢得越小，地核相对地幔自转加快得也就越小，地核相对地幔自转的速度也就越小，地磁场就越弱。
当地球自转减慢停止，由于液体外核的粘性作用，地核相对地幔的运动也就越来越小，最终消失；地磁场也就越来越小，最终地核磁场消失，只剩下地核外磁场。
地球自转加快时，地球自转加快得越多，地核相对地幔自转减慢得也就越多，地核相对地幔自转的速度也就越大，地磁场就越强。相反，地球自转加快得越小，地核相对地幔自转减慢得也就越小，地核相对地幔自转的速度也就越小，地磁场就越弱。当地球自转加快停止，由于液体外核的粘性作用，地核相对地幔的运动也就越来越小，最终消失；地磁场也就越来越小，最终地核磁场消失，只剩下地核外磁场。
地球自转减慢时，地磁场增强，地球自转减慢停止后，地磁场将逐渐减弱。当地球自转减慢后，地球自转又加快，这时地磁场又增强，地球自转加快停止后，地磁场将逐渐减弱。只要地核外磁场存在，且方向不变，地球自转的减慢或加快，都会使地磁场增强，且方向和地核外磁场方向一致。
当地球自转速度变慢或变快时，地核这种相对于地幔自转速度变快或变慢所能维持的时间，与外地核液体的粘性有关。外核液体的粘性越强，地核相对地幔自转变快或变慢的维持时间越短，外核液体的粘性越弱，地核相对地幔自转变快或变慢的维持时间越长。
不管外核液体的粘性如何，它总有一定的粘性，在这个粘性作用下，地核相对地幔的这种自转速度变化，总会越来越小，最终自转速度会和地幔一致。 综上所述，地球的自转加快或减慢，都能影响地核螺旋管磁场的强弱。因为地磁场主要由地核螺旋管磁场构成，所以，地球自转的快慢变化，将影响地磁场强弱的变化。但是，地磁场的方向，总与地核外磁场的方向一致。也就是说，地球的自转变化，不会直接导致地磁的反转。
5 地核外磁场及地磁反转
最初的地核外磁场，可能形成于熔融的地球开始凝固成地壳时。由于地球的热辐射，熔融的地球不断降温形成地壳[Walter and Tr?nnes, 2004]。由于太阳的磁场及太阳风的作用，当地壳的温度降至居里点以下时，地壳里的铁等磁性物质，被磁化后按一定的方向固定下来，就形成了一定的磁场[Parker, 1979]。这可能是地球最初的地核外磁场，也是地球磁场的最终来源[Parker, 1979]。
一旦地壳里形成了一定的地核外磁场，通过以上的地核磁场形成原理，经不断的自激作用，就可以不断加强这个磁场，从而形成地磁场。
当地磁场形成后，地球会不断有火山喷发，也会不断有洋中脊的岩浆涌出，还会有含铁的沉积物不断地沉积。岩浆喷发或涌出时，岩浆里的铁等磁性物质在地磁场的作用下，会形成一定的定向磁性。当岩浆冷却至居里点以下时，这些定向磁性就被保存下来。含铁等磁性物质的沉积物，在地磁场的作用下，也会形成一定的定向磁性，当它们沉积下来后，这些定向磁性也会被保存下来。
由岩浆和沉积物在地磁场里形成的定向磁性，总是与地磁场相反。即以现今为例，地磁场为地理南极为N极，地理北极为S极为例，则地壳里形成的这些磁性物质的磁性，总是N极朝向北极，S极朝向南极。这样，由地壳里这些物质共同构成的磁场（简称地壳磁场）的方向，总是和地磁场的方向相反。当地磁场固定一个方向的时间越长，或岩浆喷发或涌出越多，形成的这种磁性物质越多，地壳磁场也就越强，且方向和地磁场方向相反。
通过上面的地核磁场的形成过程可以看出，地核磁场的形成，必须有一个地核外磁场。而这个地壳磁场的方向刚好和地核外磁场的方向相反。这样，地壳磁场越强，地核外磁场将越弱。当地壳磁场强度超过地核外磁场时，将使地核外磁场反转。但这时，地磁场强度远大于地壳磁场，只要地球的自转还处在加快或减
慢过程中，地磁场仍将很强。这样，地壳磁场方向和地磁场方向相反，仍将不断加强。
只有当地核外磁场已经反转后，由于地球的自转加快或减慢消失，地核相对地幔的运动也逐渐消失，地核磁场逐渐消失时，地壳磁场的增强（也就是地核外磁场的反向增强）才停止。当下一次地球再出现自转加快或减慢时，将出现和反向了的地核外磁场方向一致的地核磁场，这个磁场经不断的自激作用，逐渐形成反转的地磁场。这样，就完成了一次地磁场的反转。
因为地壳磁场主要由岩浆冷却和沉积物沉积而成。整个地质历史时期，沉积物的量变化不太大，而岩浆物质的涌出或喷发呈现周期性，且岩浆物质里含有大量的铁等磁性物质。这样，可以推论，岩浆物质大量涌出或喷发期，将是地壳磁场的强烈形成期。由于地壳磁场的形成作用强，地核外磁场发生反转的可能性就大，这样，也就容易造成地磁场的反转。这些时期，将是地磁场反转的濒发期。
6 地磁场的能量来源
从以上的分析可以知道，地磁场形成的直接能量来源，是地核相对于地幔的自转运动。而这种自转的变化，是由冰川的形成和消融引起的。冰川能得以形成，是由于海洋里的水变成水蒸汽，并被风吹至极地区域而形成。而水蒸汽形成和风的能量，均来自太阳，所以，地磁场形成和反转的能量，最终来自太阳能。
地磁模型
三维立体图像地
利用图1.1立体图象可以向同学展示地磁场的大体分布特点.这是理解地磁场的基本出发点,同时我们可以利用图1-2中地磁场磁感线分布图形来形象描述它。图形中要注意磁感线的方向,及其疏密分布特点，利用此图可以解释指南针的原理和极光。
2．侧剖面图象
图2.1是我们从宇宙空间角度看地球的侧剖面,构建出的磁感线图像。在地球表面分析处理问题时，我们可以近似认为磁感线贴近地球表面，由此我们可以绘制图2.2，此图象最常用,但这里要注意的是地理空间方
位的东南西北与图象上下左右之间的结合。当我们身处地球北半球位置时，磁感线的方向可以分解为水平向北和竖直向上;当在南北半球位置时，磁感线方向可以分解为水平向北和竖直向下;其中赤道平面的磁感线方向只有是水平向北的方向。在图2-2中，垂直纸面向里是东,向外是西.
例题1：来自宇宙空间的质子流，以与地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一点，则这些质子在进入地球周围的空间时，将
A.竖直向下沿直线射向地面 B.相对与预定地点向东偏转 C．相对与预定地点稍向西偏转 D：相对与预定地点稍向北偏转 由图2.2利用左手定则,分析可以得选择项目是“B”。
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地磁倒转是地球磁极在地质时期中的交替现象。
地球磁场看来从150年前就开始走下坡路，磁场的强度至今已经削减了10%～15%，它的衰弱速度最近有增无减。
如果地磁发生倒转，主磁场会变弱乃至消失，然后以相反的极性再出现。之后，指南针指示的方向将颠倒，天上地下的许多事物难免变得面目全非。
磁场倒转会摧毁电网，伤害宇航员和人造卫星，扩大大气臭氧层空洞，将极光反射到赤道，鸟类、鱼类和其他迁徙动物将因此迷失方向。所幸，虽然有一些人发出世界末日的预言，并称找到了过去磁场倒转和物种灭绝间的联系，专家们说事情还不至于那么恐怖。
【地磁日益严重弱化】
英国科学杂志《自然》2002年4月11日刊登一篇论文详述了地磁场日益严重的弱化，引起了科学界对这个问题的普遍关注。
通过比较分析1979年和1980年美国“马格塞特”号人造卫星的数据，佐以1999年发射的丹麦“阿斯泰兹”号人造卫星收集的最新资料，科学家们发现了磁场弱化问题。巴黎地球物理研究所胡洛博士等人发现北极和南非一个地区的磁场已经变得特别弱。
胡洛博士在采访中提到，地磁场南部比其他地区要弱30%左右。因为来自太阳的带电粒子能够穿透薄弱的磁性防护，一些人造卫星已经出现电子故障。
罗彻斯特大学地球物理学教授约
翰·塔多诺博士说：