Естественные науки

Как возникает магнитное поле Земли?

Потоки расплавленного металла во внешнем ядре формируют циркулирующие по замкнутому контуру токи, которые генерируют магнитное поле.
МС
Мурат Сагдуллаев
33 412
Лучший ответ
Железо тут ни при чем. На самом деле, проводимость тут только ПОМЕШАЛА БЫ. В том-то вся и фишка, что в мантии движутся НЕпроводящие массы, расплавленный базальт.
Сначала - откуда берется движение. Тут все просто. Земля имеет внутри постоянный источник теплоты - это медленные ядерные реакции, порожденные давлением и тяжелыми элементами. А снаружи Земля это тепло ОТДАЕТ - в-основном, через инфракрасное излучение, но частью и через испарение легких газов из атмосферы. А что получается, если некая подвижная среда (жидкость или газ) имеет подогрев снизу и охлаждение сверху? Появляется КОНВЕКЦИЯ. Поскольку все тела при нагревании расширяются, то любое вещество в нагретом виде имеет плотность меньше, чем в охлажденном. И если это вещество имеет подвижность, то ВСПЛЫВАЕТ наверх. А там - охлаждается и ТОНЕТ обратно в недра. Образуются встречные вертикальные потоки, это и называется "конвекцией".
Это только полдела. Вернее, треть дела :-)
Земля еще и вращается. А что происходит, если некая масса удаляется от центра вращения или приближается к нему? Появляется т. н. сила Кориолиса, вещество СНОСИТ с вертикали. Потоки магмы, которые поднимаются наверх от центра, перемещаются из медленно движущихся глубин к быстро движущейся поверхности (ведь вдали от центра вращение создает более высокую линейную скорость, это же естественно). И наоборот, потоки, погружающиеся вниз, имеют избыточную горизонтальную скорость и должны затормаживаться. Из-за этого вертикальные конвективные "струи" заворачиваются СПИРАЛЯМИ.
Это "вторая треть" сабжа.
И третья составляющая - статическое электричество. Магма - не просто "жидкость", а жидкость весьма вязкая, неповоротливая. Поэтому когда два конвективных потока "продираются" мимо друг друга, они испытывают сильное ТРЕНИЕ. Кроме того, они имеют разную температуру, т. е. не являются "идентичными веществами". Из-за этого трение вызывает эффект электризации - тот же самый эффект, что и при расчесывании кошки пластиковой расческой. Оба потока магмы обмениваются зарядами (ионами, электронами) и приобретают электрический статический заряд. Один поток заряжается отрицательно, другой - положительно. При этом оба они заворачиваются по спирали и ОГИБАЮТ ось вращения Земли в противоположных направлениях. Разный знак заряда - и одновременно разное направление "поворота", понимаешь? Оба эти фактора усиливают друг друга - и в результате получается фактически аналог ЭЛЕКТРОМАГНИТА с его кольцевыми обмотками вокруг оси.
Электризация магмы совсем невелика, не превышает десяти вольт. Но вот что важно. Магма - диэлектрик. Попробуй наэлектризовать металлический предмет - ничего не получится. Потому что заряды СРАЗУ ЖЕ вернутся на свои исходные места, в проводнике они не испытывают никаких помех для этого. Для электризации нужен именно диэлектрик - в нем заряды, внедренные (или вырванные оттуда) - так и остаются на месте, т. к. вещество не склонно позволять им куда-то течь. Поэтому заряженные магматические массы продолжают медленно "течь" своей дорогой УНОСЯ свой электрический заряд вместе с веществом.
То есть, если в электромагните заряды бегут по проводу, подталкиваемые разницей потенциалов, и своим движением создают магнитное поле - то в НЕпроводящем веществе магмы заряды как бы "заперты" на своих местах - и перемещаются только вместе с самой магмой. Да, это перемещение гораздо медленнее, но оно все-таки ИМЕЕТСЯ! И поэтому - порождает магнитное поле. Да, скорость передвижения зарядов низкая, да и величина электризации невелика. Но зато МАССА - гигантская. Магматические потоки имеют размеры в сотни километров! Представь себе электрический провод сечением в несколько тысяч кв. км.! Даже если скорость зарядов в нем всего лишь сантиметры в секунду - общее количество тока выходит все равно гигантским, за счет "толщины провода", понимаешь?
Наташа Калошина кстати, этим хорошо объясняется, почему магнитные полюса Земли всегда находятся где-то неподалеку от географических полюсов, от оси вращения планеты.
Они не совпадают идеально, т. к. магма в недрах течет не совсем симметрично. Она испытывает отклонения, завихрения. Степень охлаждения в разных местах поверхности различна, плотность магмы тоже колеблется - весь процесс конвекции протекает ПРИБЛИЗИТЕЛЬНО вокруг оси вращения Земли, но не совпадает с нею идеально. А из-за "медленности" этих потоков (магма все-таки очень вязкая) - магнитные полюса дрейфуют по Земле тоже медленно и вяло, но не удаляются от географических слишком сильно.
Сие тайна великая есть.
Одно из предположений - что в центре Земли находится твердое железное ядро, скорость вращения которого отличается от скорости вращения мантии вокруг него. Получается эдакая динамо-машина.
Другое предположение высказали выше - поле создает циркуляция собссно магмы в мантии.
Но все это писями по воде виляно.
Dmitry Solovey
Dmitry Solovey
54 491
точно не известно
текут какие-то токи
Рафик Хайиров
Рафик Хайиров
67 935
точно так же как любого другого мотора постоянного тока
KT
Kumsk Ters
95 453
Точно этого не известно пока не опровержены, — теория плоскоземелья и теория полой планеты. Пока принято считать его источником вращение ядра, которого никто не видел.
Владимир Рогов
Владимир Рогов
80 230
Чтобы возникло магнитное поле, нужно движение. В земном ядре расплавленное железо, в нём конвекционные движения. Точка центра масс Земля-Луна смещена на 4,5 тыс км от геометрического центра Земли и при движении Луны вокруг Земли (а точнее-движение системы Земля - Луна вокруг общего центра масс, центр также смещён немного к Солнцу) возникает приливная сила (то есть центр масс перемещается внутри ядра). Эта сила тащит за собой расплав. В результате происходит сложный процесс движения железа в ядре и возникает из-за большой массы ядра достаточно мощное защитное магнитное поле. Оно серьёзно защищает от губительного космического излучения. В подтверждение такой идеи - у планет солнечной системы сильных магнитных полей не обнаружено.
Таким образом, если эта идея верная, у планеты - кандидата на присутствие живого обязательно должен быть крупный спутник, иначе не будет приливной силы, а не будет этой силы-не будет сильного магнитного поля, которое имеет защитную функцию.
Другие выводы-на Марсе нет крупного спутника и живое найти в кратере Езеро не смогут. Сейчас там летает мини-вертолёт в поисках выходов воды, что будет видно по светлым солям на марсианской почве. После обнаружения подозрительного участка станция марсоход подъезжает к подозрительному месту и начинает бурить. Полученную пробу надо поместить в питательный бульон и посмотреть, начнут ли марсианские бактерии поглощать этот бульон. А также будет подготовлена коллекция образцов породы, для отправки на Землю через несколько лет.
Di *
Di *
78 569
Di * В поддержание моей версии вот эта статья-Луна действительно поддерживает магнитное поле Земли
https://pikabu.ru/story/luna_igraet_vazhnuyu_rol_v_podderzhanii_magnitnogo_polya_zemli_vyiyasnili_astronomyi_5815762
Кино посмотри: "Земное ядро. Бросок в преисподнюю" - там много на эту тему
Что-то художественный вымысел, что-то реальные гипотезы :))
Хочешь сказать, внутри земли нет гигантского магнита? Я на картинках видел.
ВИКИ Магнитное динамо