只有當電荷或電流運動時，才能產生磁場。所以地球磁場應該和地球內部的帶電結構有關。但地球磁場南北極之間仍有小範圍的低速運動，說明地球磁場不僅僅是地球內部帶電部分的旋轉運動產生的，地球內部應該還有相對穩定的內部電流。那麽，為什麽地球內部長期穩定帶電，存在相對穩定的內部電流呢？
據分析，地球內部地幔半徑約2900公裏，溫度約1.500 ~ 3000℃，壓力約50萬~ 1.5萬個大氣壓，地核半徑約3500公裏，溫度約5540℃，壓力約350萬個大氣壓。壹般情況下，構成宏觀物體的每個原子的正電荷和負電荷是等價的，這樣被中和的宏觀物體是不帶電的。但是，由於地核和下地幔中的物質承受著巨大的壓力和高溫，筆者認為，宏觀物體在常溫低壓下無法穩定自發帶電的觀點將不再成立，即在天體內部的高壓下，所有物質都是電荷不同的離子，高溫等離子體和低溫等離子體的“相等”是不可能的。
磁流體發電的實驗表明，在幾千度以上的溫度下，物質中少數原子中的電子可以克服原子核引力的約束，成為自由電子，而原子由於失去電子，變成帶正電荷的離子。這種狀態稱為低溫等離子體狀態。地核的溫度大約是5540℃。如此高的溫度必然會使地核中的少數原子克服核引力的束縛，成為自由電子。同時，組成地核的少量原子失去電子，變成帶正電的離子。在低壓條件下，失去電子的原子和克服了核引力約束的自由電子通常以等離子體狀態存在，由於核的引力和熱運動，自由電子無法與長時間失去電子的原子分離。而當物質在超高壓作用下以非常致密的狀態存在時，克服了原子核引力束縛的電子在地核壓力產生的巨大擠壓力的作用下，會傾向於飄向地核與地幔的交界處，導致克服了原子核引力束縛的自由電子與失去電子的原子長期分離。這種現象被稱為熱電效應。因為核心的原子總量非常大，所以可以產生大量的分離電荷。
壹個原子最外層電子雲的分布概率會被相鄰原子中的電子排斥。由於核內物質受到的壓力很大，物質的密度很高，相鄰原子中電子的靜電斥力也比較強，原子最外層的電子雲會部分失去繞核運動的空間，使原子最外層電子的分布向原子外部擴展。與金屬中的自由電子在常壓下可以自由移動不同，超高壓下失去原子核周圍運動空間的電子無法在地核中其他相鄰原子之間自由移動。因為整個地核的壓力高，所以地核中少部分原子的最外層電子雲的分布概率會壹直延伸到地核和地幔的交界處，甚至是壓力低的中上地幔。在壓力作用下，地核中部分處於自由電子狀態的電子傾向於分布在地核與地幔界面附近，甚至地幔上部，使得宏觀的地核處於正態，地核與地幔界面及地幔上部處於負態，即發生熱電效應。
原子的基態通常處於較深的負能量級狀態，弱壓力不能激發或電離它，但強壓力會以減小原子最外層電子雲運動空間的形式改變原子最外層電子雲的分布概率。由於較低的能態已經被其他電子占據，原子最外層電子雲只能向外擴展，這樣原子最外層電子雲的分布幾率就可以擴展到核與地幔的交界處甚至地幔的中上部，在核與地幔的交界處之外就可以形成電子殼層。
天體中的熱壓電效應主要是將從原子中分離出來的電子擠出天體內部的高壓區。如果電子不與原子分離，就很難被大量擠出天體內部的高壓區。
把地核看成壹個巨大的帶正電的原子核，把地核與地幔交界處以外覆蓋整個地核的帶負電的電子殼層看成壹個巨大的帶負電的電子氣海。地核所帶的正電荷與地核周圍的電子層所帶的負電荷相當，從而使地球被中和的宏觀外表不帶電。電子氣的比重很小。在超高壓和高溫相互作用產生的強大浮力作用下，核內處於離子態的電子克服了核的庫侖效應，趨向於浮在核外，在浮力效應與核內所有失去電子的原子的庫侖效應平衡的位置，即核與地幔界面附近，形成覆蓋核的電子殼層。地球的內核和電子層被視為壹個巨大的“原子”，地球磁場的產生與這個巨大“原子”的存在有關。
必須強調的是，由於電子的漲落，每壹個漂浮在核外的電子的分布位置都不是固定的，而是有壹定範圍的，其漂浮範圍甚至可能壹直延伸到地球表面，也就是說地球表面可能帶負電，我們周圍應該有可測量的電位梯度，但不知何故卻沒有測量到。
由於電子氣海洋的存在，產生了地核與地幔的邊界層。美國科學家通過實驗觀測發現，地核的自轉與地殼和地幔並不同步。地核和地幔之間的接觸面積非常大。按照“常識”，地核與充滿液態巖漿的地幔接觸面上產生的摩擦力應該非常大，足以使質量巨大的地核與地幔之間的相對運動在幾個小時或幾分鐘內趨於同步，其相對運動的動能轉化為熱能和沖擊波，同時在地球內部產生巨大的震動。因為地殼的厚度只有微不足道的幾十公裏，地核和地幔的動能足以沖破地殼，產生巨浪般的巖漿直入大氣層，但地核的自轉卻可以與地幔不同步幾億年。為什麽？
眾所周知，原子相互作用形成離子或分子時，有獲得特殊穩定構型的趨勢，其中最重要的是惰性氣體結構。壹般情況下，非惰性氣體結構的元素只能通過原子結合成分子來形成惰性氣體結構，但在大量電子以自由狀態存在的電子層中，原子往往會直接與電子結合形成具有惰性氣體結構的帶電粒子，使系統處於相對低能態。原子在自由狀態下直接與電子結合，形成具有惰性氣體結構的帶電粒子，導致電子殼層中大量原子處於負離子的特殊穩定構型。電子層中大量電子的靜電屏蔽作用，也會使電子層中的原子失去相互作用，無法相互結合形成分子。
根據量子力學理論，惰性氣體結構的原子軌道中存在的電子的排列不是任意的，電子會傾向於由自旋平行相反的自由電子組成。常溫常壓下不存在惰性氣體結構的金屬陰離子，但由於電子層的存在，地核與地幔的界面充滿了鐵、鎳等惰性氣體結構的陰離子。鐵、鎳等帶電子的元素性質非常特殊。因為元件之間沒有相互作用，相對運動時產生的摩擦力很小。具有惰性氣體結構的鐵、鎳等負離子物質，就像具有超流性的液氦。在地核與地幔的接觸面充滿具有超流性的潤滑劑的條件下，即使地核的自轉運動與地幔不同步，地核與地幔接觸面上產生的摩擦力也是可以忽略的。由於具有惰性氣體結構的負離子物質的超流性，電子層底部的物質並不與地幔或地核同步旋轉。
有證據表明，在許多因素的影響下，地殼和地幔的旋轉速度會發生變化，但壹些影響地殼和地幔旋轉速度的因素對地核的旋轉運動並沒有同樣的影響。此外，由於太陽和月球的引力，以及鐵芯中的穩定同素異形體和地核中的鈷核在高溫高壓作用下發生同素異形體轉變的核反應時釋放的核能的不均勻性，覆蓋地核表面的電子層不同區域存在較大的溫差， 這使得電子殼底部的負離子物質大規模定向運動，雖然巨大的負離子物質風暴的摩擦力對於地核和地幔來說可以忽略不計。 但由於電子氣海洋中的鐵、鎳等金屬負離子的風暴，使得地核和地幔中的大量物質不斷與電子殼底部的物質進行交換，對地核和地幔的旋轉運動產生不同的影響。幾十億年後，地幔和地核之間的旋轉運動將不再同步。因此，地幔和地核的旋轉運動不同步就不足為奇了。
不難想象，太陽和月亮的引力，以及高溫高壓作用下同素異形體轉變的核反應過程中，鐵核中穩定的同素異形體和地核中的鈷核所釋放出的核能的不均勻性，都會引起電子層超流物質密度和分布的巨大波動， 並且由此產生的負離子物質在地核和地幔之間的電子層底部的風暴會非常強烈，負離子物質的強烈風暴會產生強大的交變電磁場。
電子層中多余的電子被認為是超自由電子。由於存在大量的超自由電子和自由電子，根據金屬導電的經典電子理論，電子層的電阻是由電子層中的原子與超自由電子之間固有的庫侖相互作用連接起來的。超自由電子和自由電子在外電場作用下定向運動時，超自由電子不會通過電磁相互作用將定向運動的能量傳遞給電子層中的原子物質，構成電子層的原子物質的不規則熱運動不會影響超自由電子在外電場作用下的定向運動。所以地球內核和地幔之間的電子層是壹個沒有電阻的高溫超導層。
根據量子力學的理論，電子是有波動的。具有漲落的超自由電子在電子層中傳播時，其波長遠大於電子層中自由電子的波長，不會被電子層中的原子物質散射(或偏析)，因此超自由電子在電子層中的傳播不會受到阻礙。因此，電子層中“固有”電阻的波長與其自身的自由電子有很大不同。
根據量子力學理論，惰性氣體結構的原子軌道中存在的電子的排列不是任意的，超自由電子會傾向於由自旋平行相反的電子對組成。把核和電子層看成壹個巨大的“原子”，電子層中大量的超自由電子會形成大量的電子對，可以降低系統的能量，形成穩定的結合。因此，電子層中大量的超自由電子將傾向於形成電子對構型。由於電子對的慣性質量很小，其熱運動不會與電子層中的原子交換熱能。換句話說，超自由電子形成的電子對的熱運動不受電子層原子熱運動的影響。因此，如果電子層中的大量超自由電子和/或超自由電子對用於傳輸電磁場能量，電子層的電阻率將與電子層中超自由電子形成的電子對的密度成反比。由於地核體積巨大，溫度和壓力相對較高，電子氣海洋中超自由電子組成的超自由電子對由於熱壓電效應密度極高，電子殼層的電導率極高，可以稱之為高溫超導地層，使得存在於其中的電流可以像超導線圈中存在的電流壹樣永遠在其中流動，地球上也形成了磁場強度相對穩定的南北磁極。如前所述，太陽和月球的引力以及地核內部核能的不均勻釋放，會引起電子層中超流體物質的密度和分布的巨大波動，由此產生的地核和地幔之間的負離子物質風暴會非常強烈，負離子物質的強烈風暴也會產生強大的交變電磁場， 這將改變電子層中的電流分布並引起地球磁場南北磁極的低速運動，歷史上多次造成地球南北磁極。
天文觀測表明，太陽和木星都有很強的磁場，木星的磁場強度大約是地球的20-40倍。太陽和木星上的元素主要是氫和少量的氦、氧等輕元素，裏面沒有大量的鐵磁性元素，而地球上含有大量的鐵、鈷、鎳等鐵磁性元素。那麽，為什麽太陽和木星的磁場比地球強呢？
眾所周知，地核半徑約3500公裏，溫度約5540℃，壓力約350萬個大氣壓。木星內部的溫度在30000℃左右，壓力遠高於地球內部，太陽內部的壓力和溫度更高。熱壓電效應可以在太陽和木星內部產生更寬的電子層，太陽和木星內部電子層的電荷遠大於地球內部。另外，木星自轉速度快，自轉時間為9小時56分30秒。木星內部電子層的線速度也遠高於地球內部，其磁場強度自然也遠高於地球。
事實上，如果壹個天體的內部溫度超過了鐵、鈷、鎳的居裏點，這個天體的磁場強度與它是否含有鐵、鈷、鎳等鐵磁性元素無關，因為在居裏點溫度以上，它們的鐵磁性會突然發生變化，然後已經轉變為順磁性元素。
正是因為太陽和木星內部的壓力和溫度比地球高得多，所以太陽和木星上的磁場比地球上的強得多。火星和水星的磁場比地球弱，這意味著火星和水星內部的壓力和溫度比地球低得多。
此外，由於中微子具有磁矩，天體的磁場也可能與其引力俘獲的冷中微子數量有關。眾所周知，宇宙中存在大量的中微子，其中壹部分以相對較低的速度運動，可能會被天體的引力捕獲，在天體內部積累。對於引力強的天體，內部會有更多的冷中微子被俘獲。如果冷中微子在弱相互作用下結合成天體內部結構穩定的暗物質，由於不受“亮”物質熱運動的影響，可以在天體內部按壹定的有序方向排列，也會產生壹定強度的磁場。
參考資料:
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地磁場的產生地球的主磁場因地球周圍吸收和發射的光子信息能量而不同，即存在光子信息能量流向和電場的問題。由於地球自轉和公轉，同壹地點的光子信息能量密度隨時間變化，所以人們說產生了磁場，通常稱為地磁場；地磁場的產生是多樣而復雜的，但主要因素是地球自轉和公轉，這是主要磁場。
地磁場方向的地磁偏角問題是地球自轉和公轉相互作用的結果。地磁場兩極的連線既不是地球自轉軸的方向，也不是地球公轉軸的方向。由於地球的主磁場是由自轉和公轉引起的，地磁場兩極的連線應該指向地球自轉軸和公轉軸之間的某個方向。由於自轉和公轉的比例不同，偏轉角也會發生變化。
目前地球整體是帶負電的，主要吸收地球周圍的光子信息。但由於表面溫度不同，輻射光子信息的能力也不同。有些地方單位時間發射和吸收光子的能量不同，即電場強度的數值不同，存在地磁異常。有些地方甚至有大量能量發射光子信息，宏觀上表現為單位時間。發射的光子信息能量大於吸收的光子信息能量，局部表現為正電荷的電場強度。由於地球自轉和公轉引起的光子信息能量的時間梯度不同，甚至與常規相反，也就是說，某些地磁場的異常方向會與通常的方向相反。
我們更容易理解地磁磁極變化。由於某種因素，地球吸收的光子信息與發射的光子信息之比突然發生變化，即地球發射的光子信息能量多於吸收的。圍繞地球的光子信息能量流指向地球之外，就像地球帶正電荷壹樣。由於地球的自轉和公轉，地磁場改變了極性，現在S極變成了N極，現在N極變成了S極，地球。如果地球長期發射光子信息能量，大於吸收的光子信息能量，那麽地球的能量會持續減少，宏觀表現就是地球環境溫度很低。
太陽和月亮都會影響來自地面的光子流的強度和方向。由於地球自轉，太陽和月亮帶來的光子流改變了地磁場的強度，地磁場的方向略有變化，不影響人類的正常生活，不引起人們的註意。也就是說，由於太陽和月亮的影響，地磁場的大小會或多或少地發生變化，從而影響兩個磁極的運動。
同樣，來自宇宙的光子流的影響也會改變地磁場的大小，影響兩個磁極的運動；