地球磁场起源

行星自转角动量源于行星形成初期星云子涡的涡运动，其他天体也不例外。多数天体的内部都是流体态物质，具有较表面更快的角速度，因此一个天体的真实角动量，比其表面自转显示的角动量要高一些。

以地球引力场为例，地球源于太阳系中的一个星云子涡，地球的涡运动表现为向东的自转，地球内部的涡运动比地表要强一些。换言之，地球内部物质以更高的转速ωi向东自转，即ωi＞ωo。

由此可知，整个地球的平均转速ω比地表转速ωo要高一些，即ω＞ωo。可见，地球的整个引力场相对地表缓慢向东转动，这个转速ωgf为：

ωgf =ω-ωo＞0 （3）

如果相对地面静止的物体从高空自由下落，那么，物体在相对地表缓慢东移的地球引力场的拖拽作用下，而落在静止投影点的东侧，称之为静止点东移效应，即所谓的自转效应。

高空中的静止物体离地面越高，物体下落过程中受到地球引力场拖拽作用的持续时间就越长，即地球的静止点东移效应越强，落地点越偏向东侧。由此我们可以得到“先驱者号轨道异常”的原因，即先驱者号航天器受到太阳引力场持续的拖拽作用而导致运行轨道发生偏离。

实际上，地球磁场就是地球内部流体涡运动的结果。地球磁轴与地壳自转轴并不重叠的事实表明，地壳自转轴与地内流体涡轴存在一个夹角。

正是因为地球存在自转效应，所以飞行器向东飞行比向西飞行更容易、在南北半球的中纬度地区形成的是西风带而不是东风带；同理，由于纬度越高自转效应越弱，故北半球的热带风暴逆时针旋转而南半球的热带风暴顺时针旋转。

值得一提的是，傅科摆的转动是地球内部相对地壳的运动引起的，人们普遍认为“傅科摆证明了地球自转”的观念是错误的。

注：本文摘自刘泰祥著《天体演化概论》第二章，该书于2015年从中国台湾蘭壹出版社出版发行