Ziemskie pole magnetyczne

Pole magnetyczne Ziemi jest podobne do pola magnetycznego gigantycznego magnesu stałego, przechylonego pod kątem 11 stopni do osi jego obrotu. Ale istnieje niuans, którego istotą jest to, że temperatura Curie dla żelaza wynosi tylko 770 ° C, podczas gdy temperatura jądra żelaza na Ziemi jest znacznie wyższa i tylko na jego powierzchni wynosi około 6000 ° C. W takiej temperaturze nasz magnes nie byłby w stanie utrzymać magnetyzacji. Ponieważ rdzeń naszej planety nie jest magnetyczny, ziemski magnetyzm ma inną naturę. Skąd więc pochodzi pole magnetyczne Ziemi?

Jak wiecie, pola magnetyczne są otoczone prądami elektrycznymi, więc istnieje wszelkie powody, by zakładać, że prądy krążące w stopionym metalowym rdzeniu są źródłem ziemskiego pola magnetycznego. Kształt ziemskiego pola magnetycznego jest rzeczywiście podobny do pola magnetycznego pętli prądowej.

Wielkość pola magnetycznego mierzonego na powierzchni Ziemi wynosi około połowy Gaussa, podczas gdy linie siły wydają się wychodzić z planety z bieguna południowego i wchodzić do bieguna północnego. Jednocześnie indukcja magnetyczna waha się od 0,3 do 0,6 Gaussa na całej powierzchni planety.

Praktycznie obecność Ziemi w polu magnetycznym tłumaczy się efektem dynama powstającym z prądu krążącego w jego rdzeniu, ale to pole magnetyczne nie zawsze ma stały kierunek. Próbki skał pobrane w tych samych miejscach, ale w różnym wieku, różnią się kierunkiem magnesowania. Geolodzy informują, że w ciągu ostatnich 71 milionów lat ziemskie pole magnetyczne rozwijało się 171 razy!

Chociaż efekt dynamo nie został szczegółowo zbadany, obrót Ziemi zdecydowanie odgrywa ważną rolę w generowaniu prądów, które mają być źródłem pola magnetycznego Ziemi.

Sonda Mariner 2, która badała Wenus, odkryła, że ​​Wenus nie ma takiego pola magnetycznego, chociaż jej rdzeń, podobnie jak jądro Ziemi, zawiera wystarczającą ilość żelaza.

Rozwiązaniem jest to, że okres rotacji Wenus wokół jej osi wynosi 243 dni na Ziemi, to znaczy generator dynama Wenus obraca się 243 razy wolniej, a to nie wystarczy, aby wywołać prawdziwy efekt dynamo.

Oddziałując z cząsteczkami wiatru słonecznego, ziemskie pole magnetyczne stwarza warunki do pojawienia się tak zwanych zorzy polarnych w pobliżu biegunów.

Północną stroną igły kompasu jest magnetyczny biegun północny, który jest zawsze zorientowany w kierunku geograficznego bieguna północnego, którym jest praktycznie magnetyczny biegun południowy. W końcu, jak wiadomo, przeciwne bieguny magnetyczne są wzajemnie przyciągane.

Jednak proste pytanie: „w jaki sposób Ziemia otrzymuje pole magnetyczne?” - wciąż nie ma jednoznacznej odpowiedzi. Oczywiste jest, że wytwarzanie pola magnetycznego jest związane z obrotem planety wokół jej osi, ponieważ Wenus o podobnym składzie jądra, ale obracającym się 243 razy wolniej, nie ma mierzalnego pola magnetycznego.

Wydaje się prawdopodobne, że obrót cieczy rdzenia metalowego, który stanowi większość tego rdzenia, daje obraz obracającego się przewodnika, który tworzy efekt dynamo i działa jak generator elektryczny.

Konwekcja w cieczy zewnętrznej części rdzenia prowadzi do jego krążenia w stosunku do Ziemi. Oznacza to, że materiał przewodzący prąd porusza się względem pola magnetycznego. Jeśli jest ładowany z powodu tarcia między warstwami w rdzeniu, to efekt zwoju z prądem jest całkiem możliwy. Taki prąd jest w stanie wesprzeć pole magnetyczne Ziemi. Wielkoskalowe modele komputerowe potwierdzają prawdziwość tej teorii.

W latach 50. XX wieku, w ramach strategii zimnej wojny, okręty amerykańskiej marynarki wojennej holowały wrażliwe magnetometry na dnie oceanu, podczas gdy szukali sposobu na wykrycie sowieckich okrętów podwodnych.W trakcie obserwacji okazało się, że pole magnetyczne Ziemi waha się w granicach 10% w odniesieniu do magnetyzmu skał dna morskiego, które miało przeciwny kierunek magnesowania. Rezultatem był obraz zawracania, które miały miejsce do 4 milionów lat temu; obliczono to metodą archeologiczną potas-argon.