足球买球网站人们就已经知道地球存在着南北极对称的磁场,地球上的一些地幔非但没有被磁力所消磁

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地球磁场是怎么产生的呢

地球上的一些地幔非但没有被磁力所消磁,反而可能有大量的氧化铁,这些氧化铁有着足够的磁力。

从我国古人发明指南针以来,人们就已经知道地球存在着南北极对称的磁场,几千年来,人们对这个磁场的存在习以为常,很少有人对此现象的本质做过深入的研究.大约在本世纪50年代末,人们发现地球的磁场让太阳风”压”在一个水滴形的区域中,称之为磁层.地球的巨大磁场从此开始引起许多人的注意.

一项新研究揭示了一个未知的磁力源,它深藏在地球极热且粘稠的地层深处。地球上的一些地幔非但没有被磁力所消磁,反而可能有大量的氧化铁,这些氧化铁有着足够的磁力。

  传统的观点认为,地磁场是由地球内部的铁质物质形成的.有的科学家甚至十分肯定地说,地球有一个铁质的地核,有许多科普文章也是如此解释的,这真是无稽之谈.

一个由来自全球各地科学家组成的研究小组提供了证据,证明赤铁矿即使在被挤压并被加热到1000℃以下时,也能保持其磁性。

  为了说明这一点,我们不妨回顾一下居里夫妇的研究成果.我们现在所见到的铁磁质是铁的化合物或铁与其它物质的混合物,它们的特性虽然与地磁场极其相似,但绝对不是地磁场成因.因为居里夫妇的实验证明,铁磁质在770℃(居里温度)的高温中磁性会完全消失.在地层深处的高温状态下,铁会达到并超过自身的熔点呈现液态,决不会形成地球磁场.

德国明斯特大学的矿物物理学家Ilya
Kupenko表示:“这种关于地球地幔和西太平洋强磁场的新发现,可以为所有的地球磁场观测任务提供新线索。”

  法国科学家安培在一百多年前就已揭示了”磁现象的电本质”,事实上人们早就应该明白地磁场的产生必然是与电现象有本质联系的.

在大多数的情况下,巨大的磁场线会使潜在的有害辐射发生偏转,这是液态铁核在自转周期中的结果。

  按照物理学研究的结果,高温,高压中的物质,其原子的核外电子会被加速而向外逃逸,所以,地核在6000K的高温和360万个大气压的环境中会有大量的电子逃逸出来,地幔间会形成负电层.

这种发电机效益就是为什么我们星球有磁场而火星没有的原因。

  按照麦克斯韦的电磁理论,可以总结出这样一句话:电动生磁,磁动生电.所以,要形成地球南北极式的磁场,必然需要形成旋转的电场,而地球自转必然会造成地幔负电层旋转,即旋转的负电场.

我们的星球核心仍在转动,但我们的红色邻居却冰冷而平静。

磁场由此而生.

这两个星球的固体地壳中都含有矿物质,它们牢牢地抓紧了星球的发电机,从而产生了我们可以从轨道上探测到的第二个磁力源。

  然而,这会不会使人们陷入”先有鸡还是先有蛋”的困惑之中呢
也就是说,磁场,电流和旋转,这三个基本条件,哪一个是先产生的呢

虽然大量类似的矿物都藏在了脚下深处,但巨大的热量和压力所造成的扭曲最终会抹去超过了深度的临界点的印记。至少从理论上来说是这样。

  这里没有牛顿说的”上帝的第一次推动”,那么,是什么原因导致了康德所说的”第一次起动”呢

但要在极端的条件下对特定的材料进行测试,真是说起来容易做起来难。

  这第一次起动,可以理解为第一次激发(激磁),这种激发来源于三个渠道:一是另一个星体磁场的影响;二是另一颗星体电场的影响;三是撞击造成的旋转.

随着地球的磁极以我们难以预测的方式不断跳动,掌握地幔中所潜在的磁性材料的真实表现,比以往任何时候都要重要。

  只要有这三个条件中的任何一个,轴对称的磁场和稳定的自转就被启动了.在这三个条件中,第一条是主要的.从多年的实践来看,地球磁场受到太阳磁场的影响是很大的,地球的磁极与南北极不重合现象,就是太阳磁场对地球的第一次激发造成的,因为地轴与赤道面存在着一定的倾斜角度.

为了应对研究赤铁矿在深度上所面临的技术挑战,研究人员在钻石砧上结合使用了一种叫做穆斯堡尔光谱(M?ssbauer
spectroscopy)的技术与激光加热技术。

  天文学发现天王星的磁场不是两极对称的,而是弯曲的,如果这是真实的,也可以说明它受到了另一个磁场”太阳磁场”的影响.其原因与它的运行姿态密切相关,它是”躺”在公转轨道上运行的,太阳磁场的影响使它的磁场发生了弯曲.

这使他们能够将赤铁矿的样品加热到300至1300开尔文(26至1026摄氏度),同时将其挤压到90千兆帕斯卡的压力下,即我们大气压的约九万倍。

  地核中大量电子的逃逸必然使地内存在定向的电流,这可以用左手定则来断定:让地磁N极(地理南极)的磁力线穿过手心,拇指指向地球旋转的方向(由西向东),其余四指所指的方向就是电流的方向.由此可以看出,这个电流的方向是从地表指向地心的,由于电流的方向是电子运动的反方向,所以,可证明现阶段正有电子从地球深处向外逃逸.地球内部磁场根据右手定则来判断是个两端开口的椭圆蛋壳形状.

然后利用伽马射线分析构成样品的粒子的精确位置,使研究人员能够以足够的精度校准温度,以确定不同阶段之间的磁跃迁。

  但是,地球内外挤压的过程不是永恒的,挤压的结果是达到原子核间斥力和正负电场引力的平衡.当挤压过程结束时,电流消失,自转驱动力会消失,地磁场也将消失,太阳发射出来的各种射线会直达地表,密集的正电粒子对电子的中和作用将进一步增强,使地幔层的电子减少,负电场减弱.这必然使地心的压力减小,引力将会变小,地球的”腰围”也必然会变粗.当地核的斥力占有绝对优势时,地球将会进入膨胀期,地幔层的电子会回流向地心,如果此时地球仍存在一定的自转惯性,那么,地磁场的方向会发生变换;如果此时的地球已完全停止自转,那么,还有可能是磁场的方向不变而改变的是自转的方向.因此,有两种结果产生:要么地磁反转,要么自转反向.

虽然从长远来看,这种矿物的磁性特性确实消失了,但在1200开尔文以下,它们仍然能检测到磁性。

  ”地磁反转”学说对此提供了可*的依据——近年来,许多地质学家一致认为在过去的7600万年中地磁至少反转过171次.因为许多国家已经从地质勘测中查到了地磁反转的证据.

这仍然排除了大部分地幔的可能性,地幔的温度通常在1000到3000开尔文之间。但这是一个千钧一发的机会,暗示着地表以下几百公里处的赤铁矿可能具有磁活性。

  法国和美国的科学家通过10Be分析法证实地磁场发生过逆转.地球上的Be(铍)元素都是以稳定的9Be存在的,如果有10Be存在则与地磁场消失有关,地磁消失时,磁层和电离层消失,宇宙射线中的高能粒子会直达地表,在它们的轰击下,氮氧等元素会发生裂变反应,产生7Be和10Be.7Be的半衰期很短,将很快消失,而10Be的半衰期却很长,找到10Be就等于找到了磁极反转的证据.七十年代,科学家在大西洋海底4731米深处发现了较高浓度的10Be,相应的地质年代为70万年,从而证实,在70万年前有过一次地磁反转.

明斯特大学的矿物学家Carmen
Sanchez-Valle表示:“因此,我们可以证明,地球的地幔并没有像我们想象中的那样已经磁力‘消亡’。这些发现或许能证明与地球整个磁场相关的其它理论是合理的。”

  ——地磁反转,正是地电流的反向流动造成的.

例如,这一发现可以帮助我们理解,为什么磁场的密集区域漂移速度比我们模型所能解释的要快,从而提前更新了我们用来在全球导航的特定类型的地图。

  乌克兰专家们也探测到,地球磁通量数值在最近200年里大大减小,按现有的速度递减,再过1000年地球的磁通量将降至零值.

在太平洋西北部的俯冲板中的赤铁矿可能会影响我们对于磁力运动的追踪。

  英国地质观察中心阿兰·汤普森教授指出,地球磁场在历史上不止一次曾消失过,地球磁极的变换是这种现象的结果.有的科学家推断,地磁场发生逆转前,磁力急剧减弱,直至消失,其后约需1万年时间磁力强度才逐渐回复,但磁极方向却完全相反了.

来自拜罗伊特大学的地球化学家Leonid
Dubrovinsky表示:“我们现在所知道的——地球的地幔中有磁性有序物质——在今后对地球磁场和磁极运动的任何分析中都应该考虑到这一点。”

  这真是一项重大发现.

去年,欧洲航天局的“蜂群”卫星探测到了地球海洋中溶解的离子旋涡而产生的微弱的磁力信号。

  可以肯定,地磁变换的周期将越来越长,直到最终停止,成为一颗死行星.

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足球买球网站,  如果仔细分析地磁产生的原因,人们就会明白,磁极变换和电子运动方向的改变是密不可分的两个现象,而这个过程是个耗能的过程,周期逐渐变长显然是不奇怪的,总有一天这个过程会完全终止,而使地球成为一颗没有电磁活动的死行星.

虽然这样的微妙影响微不足道,但我们在很大程度上依赖磁场来保护我们的地表不受极端太阳活动的影响。因此,了解我们头上的那个保护罩,是非常重要的。

  对于人类和所有生物来说,地磁变换是灾难性的.地磁消失后,太阳的各种射线都会直达地表,强烈的辐射会使动植物发生变异生长.当地磁变换后,地内电子回流的速度远远超过挤压时的逃逸速度,而且电流强度也比逃逸电流的强度大得多,这使地磁场的磁通量增加至现阶段的几倍甚至几十倍,较强的电流和磁场会给地球自转以强大的动力(安培力),地球将以极快的速度自转,地壳会被离心力扯裂,体积将增加至现阶段的数倍甚至数十倍.

编辑:金婉霞责任编辑:樊丽萍

  由于负电场力的减弱,地球在太阳磁场中受到的洛仑兹力将会减弱,磁极反转使地球磁场与太阳磁场相排斥,公转轨道将向日外偏离,它将加入”外行星”的行列,这种现象将维持到下一次磁极变换.

因此,地球磁极的变换是人类面临的最大的威胁

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