Kysymys:
Miksi Maan magneettiset napat ovat (ja olivat) paikoillaan?
Pavel V.
2014-04-16 16:40:01 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Tämä on eräänlainen jatkokysymys kysymykseen Miksi maapallolla on magneettinavat?

Maalla on magneettikenttiä, ja dynamon mukaan teoria Ymmärrän karkeasti miksi. Jos maapallon kierto vaikuttaa maapallon magneettikenttään, näyttää myös luonnolliselta, että navat ovat kohtisuorassa kiertotasoon nähden.

Mutta en silti ymmärrä muutamia asioita:

  • Miksi magneettipylväät ovat lähellä maantieteellisiä pylväitä, mutta eivät aivan niiden päällä?

  • Miksi ne ajautuvat ajan myötä?

  • Miksi maapallon magneettikenttä muuttaa joskus napaisuutta?

  • Perustuvatko napaisuuden muutokset johonkin sykliin? Voiko niitä ennustaa?

Sanoisin, että kolmas kysymys eroaa huomattavasti edellisistä, mistä se tulisi kysyä erikseen.
@tohecz:-kysymys jaettu.
Olen jakanut kysymyksen väärän oletuksen perusteella, että kaksi kyselyryhmää ovat hyvin erilaisia. Nyt olen yhdistänyt ne uudelleen.
Pahoittelen sitten sotkua. Minusta tuntui, että napaisuuden muutos on jotain hieman erikoisempaa kuin muut häiriöt.
üks vastaus:
#1
+19
Joe Kington
2014-04-16 20:00:52 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Itse asiassa kaikki nämä kolme kysymystä liittyvät suoraan toisiinsa.

Kuten totesitte, maapallon magneettikenttä syntyy sulan johtavien materiaalien (todennäköisesti enimmäkseen raudan) virtauksesta ulkosydämessä. (Toisin kuin yleisesti uskotaan, vain ulompi ydin ja valtameret ovat nestemäisiä. Kuori, vaippa ja sisempi ydin ovat kaikki kiinteitä. Kiinteät aineet voivat virrata, mutta niillä on leikkauslujuus. Nesteillä ei ole leikkauslujuutta.)

Tämä virtaus on kuitenkin myrskyisä.

Siksi maapallon magneettikenttää voidaan kuvata sillä, että sillä on kaksi napaa, mutta todellisuudessa se on paljon monimutkaisempi. Osa tästä johtuu maankuoren rakenteesta (ts. Magneettisista poikkeavuuksista, joiden kanssa tyypillisesti työskentelemme geofysiikassa, esimerkiksi paikantamaan magmainen tunkeutuminen tai ymmärtämään valtameren kuoren evoluutiota). Kuoren rakenteesta johtuva osa ei kuitenkaan muutu nopeasti ja vaikuttaa vain hyvin pieneen alueeseen. "Pidemmän aallonpituuden" (ts. Laajemman) erot johtuvat vaihteluista ulkosydämen virtauksessa.

Jokainen virtauksen "pyörre" (eli mikä tahansa pyörteisyys) tuottaa oman magneettikentän. Näiden summa tuottaa globaalin magneettikentän. Pinnalla olemme merkittävä etäisyys virtauksesta, joka tuottaa magneettikentän. Siksi se "tasoittuu" ja nämä pienet häiriöt eivät ole yhtä ilmeisiä. Se näyttää melko läheltä yksittäistä magneettidipolia, koska suurin osa virtauksesta on suunnilleen maapallon pyörimisakseleiden ympärillä.

Tämä on vastaus ensimmäiseen ja toiseen kysymykseesi.

Magneettikenttä ei ole seurausta yhdestä laminaarivirtauksen "virrasta", vaan paljon monimutkaisemman turbulentin virtauksen summa. Siksi se ei täsmää tarkalleen kiertoakselien kanssa, ja magneettisten napojen sijainti muuttuu ihmisen aikatauluissa.

Lykkään vastaamasta kolmanteen kysymykseen, kun jaat sen erilliseksi kysymykseksi, mutta pohjimmiltaan virtaus pyrkii itseorganisoitumaan ja tuottaa voimakkaan magneettikentän, joka on lähellä yhtä dipolia. Sitten syistä, jotka eivät ole täysin selviä, se vakautuu jaksollisesti (periaatteessa sinulla olisi useita yhtä vahvoja napoja, jotka hieman peruuttavat toisensa) ja vakautuu sitten uudelleen (joskus vastakkaiseen suuntaan).

Jos olet kiinnostunut "pop-sci" -tyyppisestä kirjoituksesta, tässä jonkin aikaa sitten Glatzmaier (erittäin suuri nimi kentällä) oli erittäin mukava Scientific American -lehti. ). Valitettavasti verkkoversiosta puuttuu painetussa versiossa olevat luvut, mutta ne ovat enimmäkseen Glatzmaier & Roberts, 1995 tai jostakin samojen kirjoittajien jatkopapereista.

Voit laajentaa vastaustasi nyt, olen yhdistänyt nämä kaksi kysymystä yhdeksi (tähän) uudelleen. Olen lisännyt myös alakysymyksen 4.
Vaikka "konsensuksen" teoria, dynamo ei ole ainoa. Pari esimerkkiä: [Maapallon lämpösähköiset virtaukset synnyttävät maapallon magneettikentän] (https://m.scirp.org/papers/78851) ja [Globaalia kytkentää 660 km: llä ehdotetaan selittämään levytektoniaa ja maan magneettikenttä] (https://arxiv.org/abs/0709.1303). Jälkimmäinen ehdottaa napaisuuden muutoksen mekanismia (tässä teoriassa vahvuus ja napaisuus riippuvat magman pyörimisnopeuden erosta 660 km epäjatkuvuuden yläpuolella / alapuolella).


Tämä Q & A käännettiin automaattisesti englanniksi.Alkuperäinen sisältö on saatavilla stackexchange-palvelussa, jota kiitämme cc by-sa 3.0-lisenssistä, jolla sitä jaetaan.
Loading...