强磁材料的磁化曲线(A-C)和磁滞回线(B-D-E-F-E-G-B):磁化强度(M)随着外磁场(H)的变化。
在地震发生的前后,由于地层内快速的地质变化而导致地磁场产生一定程度的异常的变化是可以理解的,也是可以观测到的。观测到的地磁场异常的位置和地震震中的位置有的时候有一定的联系[2,3] 。但是,这种地磁场异常的量级都在0.000,000,001特斯拉的量级上[2-4],比地球磁场(0.00005特斯拉)小很多。作为比较,一百米之外的普通输电线产生的磁场一般在0.000,001特斯拉的量级,是地震有可能产生磁场变化的一千倍。地震产生的磁场变化在日常环境中几乎无法探测,也根本不可能对磁铁的磁化状态产生什么影响。 通过上面的分析大家可以看到,这种简易的预测地震的“偏方”不具有任何的科学性和可行性。铁块并不会因为地震的原因从磁铁上掉下来。
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【附录】离子的磁性有两种来源,一种是电子的轨道磁矩,从经典的角度可以这么理解,电子围绕原子核作的圆周运动形成环形电流,环形电流会产生磁场;二是电子的自旋磁矩(如右图所示),电子本身带有一定的磁矩。电子遵循特定的规则排布在原子核周围,它们的轨道磁矩和自旋磁矩组合的结果就是离子的磁矩。电子排布是很稳定的,除非在极端的高温环境,或者极强的外部的磁场或电场下,离子的磁矩总是恒定不变的。这样的话,一个磁性离子就可以看作一个强度不变的“小磁铁”。
电子的自旋磁矩示意图
[1]. 《凝聚态磁性物理》,姜受亭、李卫 编著,科学出版社。
[2]. Masashi Hayakawa et. al., Sensors 7, 1108 (2007).
[3]. 韩鹏,黄清华,修济刚,“地磁日变与地震活动关系的主成分分析”,《地球物理学报》第52卷第6期(2009)。
[4]. A. C. Fraser-Smith et. al., Geophysical Research Letters 17, 1465 (1990).
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