Domanda:
Perché i poli magnetici della Terra sono (ed erano) nelle loro posizioni?
Pavel V.
2014-04-16 16:40:01 UTC
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Questa è una sorta di domanda di follow-up a Che cosa fa sì che la Terra abbia poli magnetici?

La Terra ha campi magnetici e secondo dinamo teoria Capisco approssimativamente perché. Se la rotazione terrestre influenza il campo magnetico terrestre, sembra anche naturale che i poli siano ortogonali al piano di rotazione.

Ma ancora non capisco poche cose:

  • Perché i poli magnetici sono posizionati vicino, ma non esattamente, ai poli geografici?

  • Perché si spostano nel tempo?

  • Perché il campo magnetico terrestre a volte cambia polarità?

  • I cambiamenti di polarità sono basati su un ciclo? Possono essere previsti?

Direi che la 3a domanda è sostanzialmente diversa dalle precedenti, per cui va posta separatamente.
Divisione della domanda @tohecz:.
Ho diviso la domanda sulla base del presupposto errato che i due gruppi di sottoquestioni siano molto diversi. Ora li ho uniti di nuovo.
Allora mi scuso per aver fatto un pasticcio. Ho avuto l'impressione che il cambio di polarità sia qualcosa di un po 'più speciale di altre perturbazioni.
Una risposta:
#1
+19
Joe Kington
2014-04-16 20:00:52 UTC
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In realtà, tutte e tre le domande sono direttamente correlate.

Come hai notato, il campo magnetico terrestre è generato dal flusso di materiali conduttivi fusi (probabilmente principalmente ferro) nel nucleo esterno. (Contrariamente alla credenza popolare, solo il nucleo esterno e gli oceani sono liquidi. La crosta, il mantello e il nucleo interno sono tutti solidi. I solidi possono fluire, ma hanno una resistenza al taglio. I liquidi non hanno resistenza al taglio.)

Tuttavia, questo flusso è turbolento.

Pertanto, il campo magnetico terrestre può essere descritto avendo due poli, ma in realtà è molto più complesso. Parte di ciò è dovuto alla struttura della crosta (cioè le anomalie magnetiche con cui lavoriamo tipicamente in geofisica per, diciamo, localizzare un'intrusione ignea o comprendere l'evoluzione della crosta oceanica). Tuttavia, la parte dovuta alla struttura crostale non cambia rapidamente e influenza solo una regione molto piccola. Le differenze di "lunghezza d'onda più lunga" (cioè più ampia) sono dovute a variazioni nel flusso del nucleo esterno.

Ogni "vortice" (cioè qualsiasi vorticità) nel flusso produce il proprio campo magnetico. La somma di questi è ciò che produce il campo magnetico globale. In superficie, siamo a una distanza significativa dal flusso che produce il campo magnetico. Pertanto, viene "appianato" e queste piccole perturbazioni sono meno evidenti. Sembra abbastanza vicino a un singolo dipolo magnetico perché la maggior parte del flusso è approssimativamente attorno agli assi di rotazione della Terra.

Questa è la risposta alla prima e alla seconda domanda.

Il campo magnetico non è il risultato di una singola "corrente" di flusso laminare, ma piuttosto la somma di un flusso turbolento molto più complesso. Pertanto, non corrisponde esattamente agli assi di rotazione e la posizione dei poli magnetici cambia su scale temporali umane.

Non risponderò alla terza domanda, poiché la dividi in una domanda separata, ma fondamentalmente il flusso tende ad auto-organizzarsi, producendo un forte campo magnetico che è vicino a un singolo dipolo. Quindi, per ragioni che non sono del tutto chiare, si de-stabilizza episodicamente (in pratica, avresti più poli ugualmente forti che in qualche modo si annullano a vicenda), e poi si ristabilisce (a volte nella direzione opposta).

Se sei interessato a un articolo in stile "pop-sci", un po 'di tempo fa c'era un bellissimo pezzo Scientific American scritto da Glatzmaier (un nome molto importante nel campo ). Sfortunatamente, nella versione web mancano le cifre che erano nella versione stampata, ma provengono principalmente da Glatzmaier & Roberts, 1995 o da uno dei documenti di follow-up degli stessi autori.

Puoi espandere la tua risposta ora, ho unito di nuovo le due domande in una (questa). Ho anche aggiunto la sottoquestione 4.
Mentre la teoria del "consenso", la dinamo non è l'unica. Per fornire un paio di esempi, [Thermoelectric Currents of Earth's Core Generate the Earth's Magnetic Field] (https://m.scirp.org/papers/78851) e [L'accoppiamento globale a 660 km è proposto per spiegare la tettonica a placche e la generazione di campo magnetico terrestre] (https://arxiv.org/abs/0709.1303). Quest'ultimo propone un meccanismo per il cambio di polarità (in questa teoria, la forza e la polarità dipendono dalla differenza di velocità di rotazione del magma sopra / sotto la discontinuità di 660 km).


Questa domanda e risposta è stata tradotta automaticamente dalla lingua inglese. Il contenuto originale è disponibile su stackexchange, che ringraziamo per la licenza cc by-sa 3.0 con cui è distribuito.
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