Το μαγνητικό πεδίο της Γης

Το μαγνητικό πεδίο της Γης είναι παρόμοιο με το μαγνητικό πεδίο ενός γιγαντιαίου μόνιμου μαγνήτη, κεκλιμένου σε γωνία 11 μοιρών από τον άξονα της περιστροφής του. Αλλά υπάρχει μια απόχρωση, η ουσία της οποίας είναι ότι η θερμοκρασία Curie για το σίδηρο είναι μόνο 770 ° C, ενώ η θερμοκρασία του σιδηρού πυρήνα της Γης είναι πολύ υψηλότερη και μόνο στην επιφάνεια της είναι περίπου 6000 ° C. Σε μια τέτοια θερμοκρασία, ο μαγνήτης μας δεν θα μπορούσε να διατηρήσει τη μαγνητισμό του. Έτσι, επειδή ο πυρήνας του πλανήτη μας δεν είναι μαγνητικός, ο επίγειος μαγνητισμός έχει διαφορετική φύση. Έτσι, από πού προέρχεται το μαγνητικό πεδίο της Γης;

Όπως γνωρίζετε, τα μαγνητικά πεδία περιβάλλονται από ηλεκτρικά ρεύματα, οπότε υπάρχει κάθε λόγος να υποθέσουμε ότι τα ρεύματα που κυκλοφορούν στον πυρήνα του τηγμένου μετάλλου αποτελούν την πηγή του μαγνητικού πεδίου της γης. Το σχήμα του μαγνητικού πεδίου της Γης είναι πράγματι παρόμοιο με το μαγνητικό πεδίο ενός βρόχου ρεύματος.

Το μέγεθος του μαγνητικού πεδίου που μετριέται στην επιφάνεια της Γης είναι περίπου το ήμισυ του Gauss, ενώ οι γραμμές δύναμης φαίνεται να βγαίνουν από τον πλανήτη από τον νότιο πόλο και να εισέλθουν στον βόρειο πόλο του. Την ίδια στιγμή, η μαγνητική επαγωγή κυμαίνεται από 0,3 έως 0,6 Gauss σε ολόκληρη την επιφάνεια του πλανήτη.

Στην πράξη, η παρουσία ενός μαγνητικού πεδίου από τη Γη εξηγείται από το δυναμό που προκύπτει από το ρεύμα που κυκλοφορεί στον πυρήνα του, αλλά αυτό το μαγνητικό πεδίο δεν είναι πάντα σταθερό στην κατεύθυνση. Τα δείγματα βράχου που λαμβάνονται στα ίδια μέρη αλλά διαφορετικών ηλικιών διαφέρουν προς την κατεύθυνση της μαγνήτισης. Οι γεωλόγοι αναφέρουν ότι τα τελευταία 71 εκατομμύρια χρόνια το μαγνητικό πεδίο της Γης ξεδιπλώθηκε 171 φορές!

Αν και το δυναμό δεν έχει μελετηθεί λεπτομερώς, η περιστροφή της Γης παίζει καθοριστικά ρόλο στη δημιουργία ρευμάτων, τα οποία υποτίθεται ότι είναι η πηγή του μαγνητικού πεδίου της Γης.

Ο καθετήρας Mariner 2, ο οποίος εξέτασε την Αφροδίτη, διαπίστωσε ότι η Αφροδίτη δεν έχει ένα τέτοιο μαγνητικό πεδίο, αν και ο πυρήνας της, όπως ο πυρήνας της Γης, περιέχει αρκετό σίδηρο.

Η λύση είναι ότι η περίοδος περιστροφής της Αφροδίτης γύρω από τον άξονά της είναι 243 ημέρες στη Γη, δηλαδή η δυναμογεννήτρια της Αφροδίτης περιστρέφεται 243 φορές πιο αργά και αυτό δεν αρκεί για να παράγει ένα πραγματικό αποτέλεσμα δυναμό.

Σε αλληλεπίδραση με τα σωματίδια του ηλιακού ανέμου, το μαγνητικό πεδίο της Γης δημιουργεί συνθήκες για την εμφάνιση των λεγόμενων αύρων κοντά στους πόλους.

Η βόρεια πλευρά της βελόνας πυξίδας είναι ο μαγνητικός βόρειος πόλος, ο οποίος είναι πάντα προσανατολισμένος προς τον γεωγραφικό βόρειο πόλο, ο οποίος είναι ουσιαστικά ο μαγνητικός νότιος πόλος. Μετά από όλα, όπως γνωρίζετε, οι μαγνητικοί πόλοι απέναντι είναι αμοιβαία ελκυσμένοι.

Ωστόσο, μια απλή ερώτηση: "πώς παίρνει η γη το μαγνητικό της πεδίο;" - εξακολουθεί να μην έχει οριστική απάντηση. Είναι σαφές ότι η δημιουργία ενός μαγνητικού πεδίου συνδέεται με την περιστροφή του πλανήτη γύρω από τον άξονά του, επειδή η Αφροδίτη με παρόμοια σύνθεση του πυρήνα, αλλά περιστρέφοντας 243 φορές πιο αργή, δεν έχει μετρήσιμο μαγνητικό πεδίο.

Φαίνεται εύλογο ότι η περιστροφή του υγρού του μεταλλικού πυρήνα, που αποτελεί τον όγκο αυτού του πυρήνα, δημιουργεί μια εικόνα ενός περιστρεφόμενου αγωγού που δημιουργεί δυναμό και λειτουργεί σαν ηλεκτρογεννήτρια.

Η μεταφορά στο υγρό του εξωτερικού μέρους του πυρήνα οδηγεί στην κυκλοφορία του σε σχέση με τη Γη. Αυτό σημαίνει ότι το ηλεκτρικά αγώγιμο υλικό κινείται σε σχέση με το μαγνητικό πεδίο. Εάν φορτιστεί λόγω της τριβής μεταξύ των στρωμάτων στον πυρήνα, τότε το αποτέλεσμα μιας στροφής με ρεύμα είναι πολύ πιθανό. Ένα τέτοιο ρεύμα είναι αρκετά ικανό να υποστηρίξει το μαγνητικό πεδίο της Γης. Μεγάλα μοντέλα υπολογιστών επιβεβαιώνουν την πραγματικότητα αυτής της θεωρίας.

Στη δεκαετία του 1950, στο πλαίσιο της στρατηγικής του Ψυχρού Πολέμου, τα πλοία των ναυτικών των ΗΠΑ έδιναν ευαίσθητα μαγνητόμετρα στον πάτο του ωκεανού, ενώ αναζητούσαν έναν τρόπο ανίχνευσης σοβιετικών υποβρυχίων.Κατά τη διάρκεια των παρατηρήσεων, αποδείχθηκε ότι το μαγνητικό πεδίο της Γης κυμαίνεται κατά 10% σε σχέση με το μαγνητισμό των βράχων του θαλάσσιου βυθού απευθείας, το οποίο είχε την αντίθετη κατεύθυνση της μαγνήτισης. Το αποτέλεσμα ήταν μια εικόνα των U-στροφών που έλαβαν χώρα πριν από 4 εκατομμύρια χρόνια · αυτό υπολογίστηκε με την αρχαιολογική μέθοδο καλίου-αργού.