地磁

在远古时代，人类便知道某些物质会永远指着一个方向，古代的中国人更以此发明了指南针（古称司南）。这些物质之所以会指着一个方向，是因为它们带有磁性，同时由于地球被一股磁场包围，所以无论这些东西转到什么方向，都会自动返回与地球磁场相同的方向。而包围着地球的磁场，便是地磁。

图一、汉朝司南的模型

地球的磁场由不同来源产生的磁场叠加而成，当中超过九成是由地球核心内导电物质的运动所致（称为主磁场），其他较重要的来源包括大气电离层中的电流，以及地壳中的电流。另外，山脉、矿物、断层、火车、飞机和电缆等亦会造成区域异常。

图二、地球的磁场主要由地球核心的导电物造成
（图片来源：美国地质调查局）

太阳不断向外释放高能量带电粒子（称为太阳风），如果直接吹袭地球表面会对人类及其他生物造成损害，幸而地磁将大部份粒子阻隔在地球之外，保护生命免受太阳风的威胁。此外，有些动物（例如海龟和候鸟）亦依赖地磁导航。

图三、地球的磁场保护地球免受太阳风的直接吹袭
（图片来源：美国太空总署）

地磁的发现以至指南针的发明令人类实现了远洋航行，以至开展了大航海时代，对贸易、战争、文化交流等带来重大影响。

时至今日，指南针和罗盘依然是远足、观星、航空、航海等活动的必备工具。

图四、常见的袋装指南针

虽然指南针大致指向南方和北方，但仔细观察可见，指南针所指的北方（磁北）与地理上的北方（正北，可透过观察太阳或其他星体的位置得知）有所差异，这个差异称为磁偏角。此外，地磁场与水平面的夹角称为磁倾角。

图五、磁偏角及磁倾角示意图