目前对于磁极换位的原因有两种猜想：偶然现象和必然现象。在地球的地核中，只有内地核是固体（高压导致），其余均为液体，是液态铁质。由于上文提到，“铁液循环流动产生电磁”这一猜想是磁场产生的原因，那么由于某些对流可能突发导致回路，回路衍生到地表产生反回路，最后致使整个磁场发生倒转。全部过程3～100万年不等，首先，地磁场完全混乱，而后历经1万年左右消退，继而在反方向增强。也有人认为，在几千年内，这个问题就能解决。但是，还有人认为磁场换位是必然的，是有规律、可预见的，只是人类还未掌握而已。美国科学家通过对明尼苏达湖底的沉积岩的研究表明，地球未发生磁极变化已有70万年了。但磁场在近4000年正在急剧变弱，有一半强度损失。由此可见，地球现在已进入磁场倒转的前夕。
至于地球磁极发生倒转的原因，现在还没有确定的答案。地球从产生到目前，磁场方向一直在变，只不过相对缓慢罢了。不过现在对产生磁极倒转的原因有很多说法，占主流的主要有：由于地球位于银河系这个大磁场里，地球磁极的倒转是以银河的磁极倒转为转变依据的；也有的认为，因为地球内部的物质不断碰撞致使地球内部的磁场不断变化产生磁极倒转；还有的认为，磁场发生转变的原因是陨石撞击地球造成的。但不管是何种说法，现在都还只是猜想，人类对地球的探索将不会停歇。
相关链接——地磁场对生物活动的影响
我们知道，众多迁徙动物如海龟、鲸鱼、候鸟等，每年都要“走南闯北”，作上千千米的旅行，往往还要在中途越过汪洋大海，可是对于位置，它们却能进行准确地测定。科学家们对此认为，这些动物之所以能不迷失方向，主要是通过地球磁场和太阳及其他星体的位置来对方向进行辨别。但对迁徙中的海龟来说，只凭“方向感”是远远不够的，它们可能还有一张“地图”，用来帮助自己对地理位置进行确认，最终到达某个特定的目的地。通过研究，研究人员发现，绿海龟对不同地理位置间的地磁场强度、方向的差别十分“敏感”，它们能通过地磁场为自己绘制一张地图。
而信鸽也是得益于磁场的帮助，才能从能遥远的地方飞回却又不迷失方向。
地磁场的强弱叫地磁感（应）强度，地磁场的磁子午线与地理子午线之间的夹角叫磁偏角，地球上某处地磁场方向与地面水平方向间的夹角叫磁倾角。人们把这3个物理量称作“地磁三要素”。但是，地磁要素的变化从地球的一处到邻近的另一处一般都十分微小。
地磁要素的变化通常都很小，但是磁暴这种和太阳活动有密切联系的现象，却发生得十分突然。这是因为，太阳黑子剧烈活动时，能放出相当于于几十万颗氢弹爆炸时的能量威力，与此同时，还会有大量的带电粒子喷射出来。这些射到地球上的带电粒子形成的强大磁场迭加到地磁场上，使正常情况下的地磁要素发生急剧变化，引起“磁暴”。当磁暴发生时，地球上就会有很多奇异的现象发生。在北极漆黑的上空，会有美丽的极光出现；指南针会摇摆不定；无线电短波广播突然中断；而凭借地磁场为其“导航”的鸽子，也会由此迷失方向，四处乱飞；……
实际上，地磁场可以对宇宙射线和来自太阳的高能带电粒子进行阻挡，对地球形成一个“保护盾”，以此来减少太空宇宙射线对其造成的侵袭，从而使地球上生物的生存滋长得到保证。这个保护盾如果没有了，最初出现在地球上的生命幼苗就会被外来的宇宙射线会全部杀死，根本不能在地球上滋生。
在强烈地震发生之前，地磁的三要素也都会发生改变，使地磁局部产生异常的“震磁效应”。这是由于地壳中有很多具有磁性的岩石，当它们受力变形时，其磁性也会随之发生变化，从而可以较正确地做出“震前预报”。
地光是从哪里来
地光，作为地震前后常见的一种自然现象，早在《诗经》里就有记载。近年来，我国发生的海城、邢台、唐山、松潘等大地震中，也屡有地光出现。根据观察，地光的形态可谓多种多样，有白色、红色、粉红色、橙红色、绿色和蓝色等颜色，形状有闪电状、朦胧弥漫状、条带状、柱状、信号弹状、散射状和火球状等。
地光现象伴随地震而生
地光的来临，往往预示着大地震即将来临。此时若能迅速果断地采取一些措施避震，躲开地震灾害是有可能的。
1975年2月4日，在海城地震前，一列客车在从大连开往北京的途中，司机突然发现有大片紫红色的耀眼亮光出现在列车前方，马上联想到可能是地光，于是果断采取措施，紧急停车。车刚停稳就发生了大地震，从而使一场车翻人亡的重大事故得以避免。
1976年7月28日，在唐山大地震发生前，一些人因故连夜赶往城里，却于城外却看到最为明亮的蓝白色地光，因此没有贸然进入唐山。结果不到10秒钟，便发生了山崩地裂，震惊世界的唐山大地震，而这些没有进城的人却幸运逃生。
另外，地光也指在地震来临之前，土地上的植物发生大面积衰败、枯萎、死亡的现象，整块地只有地皮露出，地光由此得名。
地光的成因
科学界关于地光形成的原因，说法不一，主要有以下几种说法：
摩擦生热说：由米尔恩在1898年首先提出，它源于锤子敲击岩石迸溅火星的启发，认为地光是一种发光现象，由地震时岩块相对运动发生摩擦而产生。但是，这一理论却不能解释地光的各种现象，如为什么会有发生在半空中的地光，有伴随着日光灯式自动闪烁的地光，以及地光以球形和柱形出现等。
水的毛细管电位理论：由日本学者寺田寅彦根据物理学原理在1931年提出。他认为，一场强烈的地震所影响的深度可与地面上波及的范围相当。在地震影响的深度范围内，地下水受到挤压，便通过许多毛细管般的岩石孔隙向上移动，产生流动电位。寺田推测地下水所受的压力，相当于100千米厚的岩柱所产生的压力，根据流动电位的计算公式可得出，地下水流动所产生的电位差达到300万伏。显然，如此巨大的电位差足可导致产生高空放电形成地光。但也有人对此观点提出质疑，认为地光并不都发生在高空，而且对其计算结果也表示怀疑。
压电效应理论：物理学实验发现，许多受到挤压或拉伸的晶体，会在2个平面上产生相反的电荷，这种现象叫做“压电效应”。1970年，芬克尔斯坦和波威尔指出：当石英在地壳岩层中作有规律排列时（如果无规律，则产生的压电效应将互相抵消），如果沿长轴排列的石英晶体的总长度相当于地震波的波长（近于2千米）时，就会产生地震电效应。如果地震压力的压强达到30～300帕，就可能有500～5000伏／厘米的平均电场产生。而这个电场足以引起类似暴风雨时闪电般的低空放电现象，产生地光。这与地光在强震区当中不论其地下岩石性质如何都与广泛出现的实际情况显然不相吻合。但是，这种理论却没能对在一些震区有时可以观察到的“电子暴”现象进行解释。
低空大气发光理论：1961年，由日本学者安井丰提出，在地震区常常会有以氢为主要成分的放射性物，被从地里“抖”到大气中。大气中的氢含量尤其是在中、酸性岩石分布区和断层附近，将有显着提高，这也将使大气增强电离化，增加导电率。受芬克尔斯坦的启发，安井认为，假若这时地面有一个可由压电效应产生天然电场存在，那就会向空中大规模地放电，使地光闪烁起来。目前，在解释地光形成原因的许多假说中，这一理论也是比较成功的一个。
但是，要彻底揭开地光产生的原因，还需科学家进一步加强对地光的观察与记录，还要用现代的先进技术装备及时地捕捉有关地光的各种信号，并对不同的地光类型进行仔细区分。可以相信，随着探索和研究的深入，我们终将洞悉地光的秘密。
点击谜团——为何地球南北两极很少发生地震
在地震史上，从来没有任何级别的地震发生在地球的南北两级。这一奇特的地质现象在地质学界一直是一个未解之谜。
经过多年观测研究，美国的科学家认为，北极格陵兰岛内陆地区和南极大陆从未发生过任何地震的主要原因在于巨大的冰层。根据多年来的观测和统计，南极大陆和格陵兰岛分别达到90％和80％的冰雪覆盖面，并且冰层有很大的厚度。在冰层的压力下，其底部近乎处于“熔融”状态；此外，因为冰层的面积大且比较重，在垂直方向产生强烈的压缩，而这种冰层形成的巨大压力与地层构造的挤压力达到了平衡，所以不会导致倾斜和弯曲的发生，使地壳的形变得以分散和减弱，因而南北极不可能发生地震。
地质学家们预言，一旦南北两极地区的冰层融化，因缺少地表原有的压力，在地应力作用下，地下岩层也会发生倾斜或弯曲。到那时，南北两极地区也可能会有大地震发生。
地球上的水来自何处
从太空上看，地球是一个大部分为蓝色的圆球，那些蓝色部分便是水。在太阳系中，地球是唯一拥有液态水的天体。这让人们不禁想问：地球上的水到底来自何处？
关于地球上水的来源问题，长期以来人们一直争论不休，并有两种完全相反的看法：一种认为水是从天上（雨雪）掉下来的；另一种认为，雨雪是地面上的水蒸发后才到了天上的。
自生说
自生说认为，水是地球自己产生的，主要有以下几种观点。
第一种观点认为，地球从原始星云凝聚成行星后，由于内部温度变化和重力作用，物质发生了分异和对流，于是地球逐渐分化出圈层。在分化过程中，氢、氧等气体上浮到地表，再通过各种物理和化学作用，最后生成水。
第二种观点认为，水产生于玄武岩先熔化后冷却形成原始地壳之时。最初，地球是个冰冷的球体，此后由于存在于地球内部的铀、钍等放射性元素开始衰变，释放出热能，因此地球内部物质也开始在高温下熔化，高熔点的物质下沉，易熔化的物质上升，从中分离出易挥发的物质，如氮、氧、碳水化合物、硫和大量水蒸气等。试验证明当，1立方米花岗岩熔化时，可以释放出26升的水和许多完全可挥发的化合物。
第三种观点认为，地下深处的岩浆中有丰富的水存在。实验证明，压力为15kpa，温度为1000℃的岩浆，可以溶解的水达30%。火山口处岩浆的平均有6%的含水量，有的可达到12%，并且含水量越往地球深处就越高。因此有人根据地球深处岩浆的数量推测，在地球存在的45亿年内，深部岩浆释放的水量可达现代全球大洋水的一半。
第四种观点认为，大量的水是火山喷发释放出来的。根据现代的火山活动情况可以得知，几乎每次火山喷发喷出的水汽都大约在75%以上，维苏威火山于1906年喷发出高达1.3万米的纯水蒸气柱，喷发时间长达20个小时。位于阿拉斯加卡特迈火山区的万烟谷的天然水蒸气喷出孔也达成千上万个，平均每秒种可喷出97～645℃的水蒸汽和热水。有人据此认为，在整个地球史上，由火山抛出的固体物质总量占全部岩石圈的一半，由火山喷出的水在现代全球大洋水中也可占一半。
第五种观点认为，地球内部矿物通过脱水使部分水得以分解出来，或一氧化碳、二氧化碳等气体释放出后，在高温下与氢作用生成水。此外，水也可以由碳氢化合物燃烧生成，在坚硬的火成岩中，结晶水和原始水的包裹体也存在一定的数量。
外生说
外生说的观点认为，地球上的水主要来自于太空，主要有两个观点。
第一种观点认为，陨石是地球水的来源。研究发现，球粒陨石成分中有一定量的水存在，一般为0.5～5%，有的高达10%以上，而碳质球粒陨石有更多的含水量。在太阳系中，球粒陨石是最常见的一种陨石，在陨石总数中，约占86%。一般认为，原始太阳最早期的凝结物就是球粒陨石，地球和太阳系的其他行星均由这些球粒陨石凝聚而成。
第二种观点认为，地球水来自于太阳风，是太阳风的杰作。这一观点首先由科学家托维利提出，他认为，太阳风一种粒子流，由太阳外层大气向外逸散出来。质子是太阳风的主要成分。托维利根据计算认为：地球从最初形成至今，已从太阳风中吸收了1.70×1023克的氢总量。而氢和氧结合后会生成水，若将这些氢和地球上的氧全部结合，就可产生水1.53×1024克。而地球现在有145亿吨的水总量，十分接近于这个数字。更重要的是，氢与氚在地球水中的含量之比为6700：1，这也十分接近太阳表面的氢氚比。托维利据此认为，这些计算和成分对比可以充分说明地球水来自太阳风。
总之，关于地球水的来源问题至今仍是众说纷纭，观点不一，但每种观点又有其不足之处，但真相究竟如何，还有待于科学家们收集更多的客观证据，以揭开这个谜。
延伸阅读——地球水资源概况
地球上最丰富的一种化合物是水，约有3/4的全球面积都被水覆盖，总体积约为13亿8600万立方千米，其中分布在海洋的有96.5％，仅有3500立方千米左右为淡水。如果将无法取用的冰川和高山顶上的冰冠以及分布在盐碱湖和内海的水量扣除，陆地上河流和淡水湖的水量在地球总水量中不到1％。
降落到地上的雨、雪水，被植物蒸腾和地面蒸发所消耗的占2/3左右，可供人均每年用于生活、生产的淡水资源约10000立方米。可是，因为人口分布与淡水资源在地球上的分布不成比例，再加上水资源污染和使用过程中的浪费，淡水资源紧张的情况存在于世界上许多国。很多国家和地区不惜昂贵的成本，采取设立海水淡化装置等措施来缓和淡水供应矛盾。人们对淡水的需求随经济的不断发展而增加，不久的将来，世界各国将普遍面临淡水资源紧缺的严峻问题。
我国水资源短缺、水旱灾害频繁。虽然水资源总量在世界上位居第6位，但由于我国人口众多，人均只有2500立方米的水资源占有量，约为世界人均水量的1/4，在世界排第110位（按149个国家统计，统一采用联合国1990年人口统计结果），因此联合国已将我国列为13个贫水国家之一。
地球上空气的源头
空气、阳光和水被称为地球上生命的三大要素。然而在其中，对人类来说最最重要的当属空气。在没有阳光的地方，人可以活很久，在没有水的情况下也能生存5～10天。可是人如果没有空气，生命在几分钟内就会失去。
实际上，我们呼吸的空气只是其中那部分氧气。生命活动的根本是氧气，它从呼吸道进入人体内，通过血氧交换达到全身各部，使得机体组织能够进行正常的新陈代谢以及生理活动。
空气的组成
