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磁铁在450度时就消磁了地核温度高达6千度为何还有磁场?

编辑:[db:作者] 时间:2024-08-24 23:18:35

答案就在磁铁的微不雅观构造里,构成磁铁的每一个原子都有一个眇小的磁场,这被称为“微磁”,在正常情形下,磁铁内部的绝大部分“微磁”都是沿着同一个方向整整洁齐地排列着,因此它们就可以叠加成一个较大的磁场,从而对外表现出磁性。

磁铁在450度时就消磁了地核温度高达6千度为何还有磁场?

温度实在便是指物体内部微不雅观粒子热运动的激烈程度,当我们把磁铁放在火上烤的时候,磁铁内部原子的热运动就会随着温度的升高而越来越激烈,“微磁”的方向也会随着改变,当温度升高到一个临界值的时候,这些“微磁”就会变得非常混乱,这会导致它们的磁场相互抵消,从而不再对外表现出磁性。
这个临界值被称为“居里温度”,根据测定,我们常见的磁铁(铁氧体磁铁)的“居里温度”为450度(摄氏度,下同)。

我们都知道,地球的核心也会像磁铁一样产生磁场,正是由于有了这个磁场的保护,我们赖以为生的大气层才不会遭到太阳风的毁坏。
然而科学家却见告我们,地核的温度极高,可以达到6千度,这就有点奇怪了,磁铁在450度时就消磁了,地核温度高达6千度,为何还有磁场呢?

很明显,在高达6千度的温度下,所有的磁铁都会消磁,因此我们可以确定,地核并不是一块大磁铁,它的磁场肯定是由其余的机制产生的,那详细是什么机制呢?

在过去的日子里,科学家为理解释地球磁场的成因,提出了很多种假说,但随着人们对地核理解的深入,很多假说都被否定了,在剩下的为数不多的假说里,目前认同度较高的是“发电机假说”,下面我们就来理解一下。

地核占地球总质量的16%,半径约为3470公里(和火星差不多大),紧张由铁、镍这两种元素构成,地核由外核、过渡层和内核三个层次组成,个中外核的物质由于高温高压而表现出类似液体的性子,而内核则由于更高的压力以固体的形式存在,在它们之间便是过渡层。

该理论假设地核在某一时候拥有一个微弱的磁场,这被称为“种子磁场”,并认为在高温高压的环境下,外核中处于熔融状态的物质拥有绝佳的导电性能,可以将其视为一个巨大的“封闭线圈”。

该理论认为,由于外核是可以像液体一样流动的,因此这里的物质就会产生对流,与此同时,它们还会由于受到地球自转产生的“科里奥利力”而发生运动。
我们先来大略理解一下什么是“科里奥利力”。

地球上的每个质点都会由于地球的自转而具备一个线速率,但不同质点的线速率却不相同,比如说间隔地心越近的质点,其线速率就越慢。
所谓的“科里奥利力”,便是描述的旋转体系中的某个质点的线速率,相对付全体旋转体系的线速率的偏移,这种“力”实在便是惯性的表示。

当外核中的物质由于上述缘故原由在这个“种子磁场”中运动的时候,就会切割这个“种子磁场”的磁力线,从而产生感应电流,产生的电流会使“种子磁场”增强,而增强的磁场会反过来让外核中的感应电流增强,然后增强的电流又会让“种子磁场”进一步增强……

在这种正反馈机制的浸染下,“种子磁场”就变得越来越强大,当它终极达到稳定状态的时候,就形成了现在的地球磁场。
那么问题又来了,地核的这个“种子磁场”又是哪里来的呢?

研究者认为,地核温度高达6千度,并且承受着360万个大气压的巨大压力,在这种环境下,地核中的由于高温而产生的自由电子,就会具有向压力较低的地幔扩散的趋势,于是就产生了电荷(地核带正电荷、紧挨着地核的地幔带负电荷),这些电荷会随着外核的运动而形成电流,而“种子磁场”便是因此而产生。

除此之外还有一种可能,正如前面提到的,外核可以视为一个巨大的“封闭线圈”,因此当地球环绕太阳公转的时候,这个“封闭线圈”就可能会由于受到太阳磁场的影响而产生一定强度的感应电流,从而形成一个微弱的磁场。

须要解释的是,虽然上述不雅观点可以较好地阐明地球磁场的成因,但是目前并没有得到终极的证明,只管如此,我们还是可以看到,之以是磁铁在450度时就消磁了,而地核温度高达6千度却还有磁场,实在是由于这两种磁场的产生机制完备不同。

好了,本日我们就先讲到这里,欢迎大家关注我们,我们下次再见`

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