Wykład M2 (z H5P) - Pochodzenie pola magnetycznego Ziemi

Teorie tłumaczące powstanie pola magnetycznego Ziemi

W 1830 r. niemiecki matematyk i astronom Carl Friedrich Gauss badając pole magnetyczne Ziemi doszedł do wniosku, że główną składową tego pola jest pole dipolowe, i jego źródło znajduje się wewnątrz Ziemi. Naukowcy przez wiele kolejnych lat spekulowali na temat pochodzenia pola magnetycznego Ziemi i próbowali wyjaśnić je w kategoriach ferromagnetyzmu (jak w gigantycznym magnesie sztabkowym), różnych teorii rotacji i teorię geodynama.

Teorie ferromagnetyzmu i rotacji generalnie zostały uznane jako niemożliwe i niewiarygodne. Ferromagnetyzm został odrzucony z uwagi na to, że materiały ferromagnetyczne tracą swoje własności magnetyczne powyżej pewnej temperatury, zwanej punktem (bądź temperaturą) Curie. Skały budujące skorupę i płaszcz Ziemi osiągają punkt Curie zaledwie 20 kilometrów pod powierzchnią. Teorie rotacji nie zostały zaakceptowane, ponieważ nie istnieje związek między masą wprawioną w ruch i stowarzyszonym z nim polem magnetycznym. Większość naukowców zajmujących się magnetyzem ziemskim rozwija teorię geodynama, według której procesy zachodzące w płynnym, metalicznym jądrze zewnętrzym Ziemi są przyczyną powstania samopodtrzymującego pola magnetycznego Ziemi.

Teoria geodynama (dynamo magnetohydrodynamiczne)

Teoria dynama magnetohydrodynamicznego, zwana również w skrócie teorią dynama opisuje istnienie pola magnetycznego ciał niebieskich, w tym też Ziemi.

Teoria geodynama wyjaśnia istnienie samowzbudnego i samopodtrzymującego pola magnetycznego Ziemi i pozwala modelować zajwisko samoodwrócenia pola.

Warunki wytworzenia pola magnetycznego przez planetę (np. Ziemię)

Schemat ilustrujący zależność między ruchem cieczy przewodzącej (ciekły metal w jądrze zewnętrznym Ziemi), zorganizowanym w spirale przez siłę Coriolisa, a polem magnetycznym generowanym przez ten ruch.
Grafika: Outer core convection rolls, USGS, licencja: CC0

Pole magnetyczne Ziemi (pole główne) w rozumieniu teorii geodynama (film)

Film: QA International, Understand the Earth's geomagnetic field through the dynamo effect principle, 2020 [dostęp: 30.09.2020]. Dostępne w Encyclopædia Britannica pod hasłem Dynamo theory oraz na stronie: https://www.britannica.com/video/143167/Currents-Earth-core-magnetic-field-dynamo-effect

Film przygotowany i wyprodukowany przez QA International. © QA International, 2010. Wszystkie prawa zastrzeżone. www.qa-international.com