科學少年 9月號/2019 第56期

地球是塊大磁鐵！？

看似大岩石的地球，就像磁鐵一樣具有磁場，
吸引指南針指向南北，而且像防護罩一樣守護地球。
更奇怪的是，地球磁場還會變來變去，甚至可能消失！？

撰文／邱淑慧 企編／許雅筑、陳怡軻、姚懿芯

你用過指南針嗎？在戶外需要辨認方位時，拿出指南針，就可以分出東西南北，因為不論你怎麼轉，指針都會指向固定的方位。許多人或許已經知道，這是因為地球有「磁場」。但地球為什麼會有磁場呢？又是誰發現的？它對人類有什麼用？又如何影響生物？而且你知道嗎？人類對地磁有深入了解，還不到200年的時間。近年來更有不少研究指出，地磁正在減弱、漂移，還可能反轉！由此可見，即使在今天，地磁仍是充滿神祕感的謎題，正等著現在及未來的科學家前來了解及破解。




地磁有什麼用？

地球磁場雖然看不到也摸不到，但它就存在我們環境周遭，和我們的生活息息相關！它延伸到地球之外的磁力可抵擋住侵襲地球的高能量粒子，保護人類和地球上其他生命的安全，也讓科技設備能夠持續運轉。
地球所存在的宇宙中，除了美麗的星體，似乎一片黑暗、什麼都沒有；但其實宇宙中充滿了宇宙射線。這些射線是由速度接近光速的帶電粒子組成，可能來自遠方，或來自離地球很近的太陽─太陽所發射的宇宙射線，就叫太陽風。
這些粒子的速度非常非常快，所帶的能量很高，而且無時無刻都在轟炸著地球。還好地球具有磁場，能讓帶電的粒子轉彎，並讓地球保有大氣層，所以宇宙射線不會直接撞擊地球表面，否則情況將會慘不忍睹。
地磁可說是地球的防護罩！而且，它與太陽風的相互作用，還是我們能在南北極觀賞美麗極光的原因呢！


生物指南針

地磁除了保護地球上人類的健康，守護現代科技生活，更是從古至今人類用來辨別方向的重要基準。從千年以前，人類就知道以指南針來定位南北方向，但你知道嗎？地球上其他的生物，可能也會利用地磁來判斷方位！像是鳥類可以長途遷徙跨越南北半球，昆蟲能飛越島嶼和大陸，海洋生物能在廣闊的海域中長距離洄游，牠們有精準的定向能力，旅程最後總是能再回到出發點。因此科學家推測，這些動物體內也許有特殊構造，可以感應地磁來辨認方向，就像自備了一副指南針。
人們也觀察到許多哺乳類動物和細菌，身體方向會自動對齊地球的磁力線；改變某些動物周圍的磁場，竟讓牠們的日常行為變了調。幾年前，更有科學家發表研究，在生物體內發現可感應磁場的蛋白質！這會不會就是生物指南針的祕密呢？故事還在進行中，我們期待愈來愈了解地磁與自然界的關係！

好奇心，千萬別放過

日常生活裡有許多我們習以為常的事物，花會開、肚子會餓、指南針會轉……有時，我們也會不管真假，道聽塗說，像是輻射真危險！蟬只能在炎炎夏日裡鳴叫七天……也許在習以為常與道聽塗說之間，好奇心偶爾會浮上心頭，但大多數都隨風飄過了，只有少數不被放棄的好奇心，引發了進一步的觀察、思考和實驗，這也正是科學的開始！
這次的封面故事〈地球是塊大磁鐵！？〉，對許多人來說很可能已經是一種常識；但你知道嗎？現代對地磁的解釋，歷史還不到兩百年，地磁也不是我們以為的那樣，會永恆固定在南北方向，也許有生之年，我們甚至有機會遇到指南針變指北針的現象。這些是為什麼？
日本一位高三學生發現蟬鳴的夏日裡，並不容易見到死去的蟬，如果蟬的壽命真的那麼短，為什麼看不到呢？〈七日蟬的真相〉是什麼？大人們還常說輻射很危險，所以不能做這個、做那個，那輻射到底是什麼？究竟〈輻射，可怕不可怕？〉臺灣地震頻繁，現在的手機常能接到地震速報，預告著〈3…2…1…地震要來了！〉但警報卻常常在地震發生之後才響起。這又是為什麼？
好多好多的為什麼，卻是知識累積的開始。從看到蘋果落地的牛頓，到推翻七日蟬傳說的日本高三生，都是因為不放過心底的好奇，才能更靠近真相。學習中的你，是否也不該讓好奇心輕易從心中溜走？

2019年9月號

封面設計／趙璦
封面圖源／Shutterstock
封面繪圖／桃子

8 科學新鮮事

新聞放大鏡
18別跟石虎說再見
撰文／姚懿欣

海洋故事書
40小親親與大鋼牙
撰文／方力行

數學實驗課
42甜甜圈有多大？
撰文／賴以威

Penny陪你玩科學
46消失的沉船
撰文／陳乃綺

封面故事
22地球是塊大磁鐵！？
撰文／邱淑慧

24地磁是什麼？
28地磁有什麼用？
32地磁會改變！

精采主題
70輻射，可怕不可怕？
撰文／高憲章、郭雅欣

74 3…2…1…地震要來了！
撰文／陳怡軻

科學達人
66七日蟬的真相
撰文／陳雅茜

漫畫科學家
49臺灣第一位數學女博士──徐道寧
(2)春風化雨的領飛路
漫畫／古代穀

推理故事
79少年一推理事件簿──校園火燒車
撰文／翁裕庭 繪圖／陳小雅

科少書房
86呆萌生物大集合

我的酷手作
97玉兔搗仙藥
設計／玉村Hevio 

驚奇視界
36大大小小的螺旋轉轉轉
撰文／陳怡軻

38益智遊戲
65專家解答
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