Что (если вообще что-либо) может вызвать существенное и стабильное смещение магнитных полюсов обитаемой планеты от ее географических?

У большинства планет есть магнитные полюса, которые довольно хорошо совпадают с их географическими. На Земле, например, поле магнитного диполя наклонено примерно на 11 градусов от оси вращения. Насколько я понимаю, это следствие того, как генерируется магнитное поле. Хотя я ни в коем случае не специалист по теории динамо , вот суть того, что я понял: конвекционные токи в расплавленном внешнем ядре генерируют магнитные поля. Эффект Кориолиса выравнивает их в (неясно) спиральные потоки и тем самым выравнивает поля в магнитное дипольное поле всей планеты. Подобные процессы также применимы к газовым гигантам, но я не думаю, что они здесь уместны, поскольку рассматриваемая планета должна быть пригодна для жизни, подобной человеку.

Однако на Уране этот наклон между осью вращения и магнитным полем составляет 59 градусов . Возможно, это связано с тем, что магнитное поле Урана генерируется совершенно по-другому, ближе к поверхности планеты.

Что может вызвать стабильный наклон магнитного поля планеты аналогичного масштаба (> 35 градусов), в то время как планета все еще должна соответствовать следующим критериям:

  • Он должен быть пригоден для жизни, включая разумную жизнь.
  • Наклон оси вращения должен быть подобен земному, чтобы учитывать времена года.
  • При необходимости неприемлемы никакие приливы или более сильные приливы, чем на Земле, если они все еще позволяют плавать с использованием позднесредневековых технологий (деревянные корабли).
  • Цикл дня и ночи на этой планете должен быть подобен земному (поэтому не должно быть приливной блокировки с родительской звездой или чего-то подобного. Более длинные или короткие дни приемлемы, если это не чрезмерно)
  • «стабильный» в этом контексте означает, что магнитные полюса не должны смещаться на значительную величину в течение тысяч лет, чтобы многие поколения разумной жизни видели направление компаса в основном в одном и том же направлении. Смена полюсов, как мы видим на Земле, допустима.

Вот список вещей, о которых я уже подумал, и почему я от них отказался. Все они были бы приемлемы, если бы вы могли как-то заставить их работать:

  • Естественный спутник или двойная планета со своим собственным магнитным полем (насколько я могу судить, им либо нужно смехотворно сильное магнитное поле, либо они будут очень близки, чтобы значимо влиять на магнитное поле нашей планеты)
  • Планетарное кольцо (Хотя в нашей Солнечной системе кольца есть только у газовых гигантов, у меньших/менее массивных планет тоже могут быть кольца. Однако просто наличие кольца из льда/камней не повлияет на магнитосферу планеты в больших масштабах. .Могли ли они быть из материала, который сильнее влияет на магнитное поле?)
  • Кольцевые токи (Хотя кольцевые токи могут воздействовать на магнитосферу, они в первую очередь зависят от нее, так как создаются заряженными частицами, захваченными в магнитосфере. Я не вижу возможности произвольно поворачивать кольцевой ток)
  • Сплошной железный сердечник, охлаждающийся в присутствии сильного магнитного поля. Это зафиксировало бы магнитное поле сердечника на месте и, по сути, превратило бы его в постоянный магнит. Это магнитное поле не зависит от оси вращения и поэтому может быть смещено настолько, насколько мы хотим. (Однако есть некоторые открытые вопросы, на которые я не могу найти ответы: что могло разумно создать магнитное поле, достаточно сильное для этого? Результирующее поле постоянного магнита значительно слабее поля, создаваемого расплавленным ядром? И может ли планета с жизнь в гавани замороженного ядра?упоминает расплавленное ядро ​​как минимум подходящее для жизни, потому что оно отвечает за тектонику плит. Можем ли мы пройти половину пути и иметь большое твердое внутреннее ядро, ответственное за наклон магнитного поля, и более тонкое расплавленное внешнее ядро ​​для тектоники?)
  • Совершенно другой способ создания магнитного поля, допускающего такой наклон (я не знаю, как это могло бы выглядеть, но пока соблюдается список требований выше, все возможно).

Любое решение, которое может сработать и которого нет в этом списке, конечно, тоже приветствуется!

До сих пор я не говорил о том, почему нашему миру нужен этот наклон, чтобы сделать этот пост актуальным для более широкого круга строителей мира (я уверен, вы можете придумать много интересных способов, которыми такой наклон влияет на мир и его жители) Но для всех, кто интересуется, я изложу здесь свои собственные причины: этот средневековый фэнтезийный мир имеет климат, похожий на земной, с замерзшими полюсами и более теплым климатом ближе к экватору. При наклоне в магнитном поле магнитные полюса попадают в более умеренный климат, что мне и нужно. Много конфликтов в этой истории возникает из-за того, что религиозная группа считает этот магнитный полюс столь же важным в духовном отношении, как и все компасы, ведущие туда, и обычно можно увидеть полярные сияния. Они верят, что это источник мира, из которого их Творец-Бог построил вовне.

Это мой первый пост на любом StackExchange. Надеюсь, я правильно следовал каким-либо рекомендациям. Я был бы признателен за любые комментарии, указывающие, где я ошибаюсь. Я также был бы признателен за комментарии, исправляющие любые грамматические ошибки, поскольку английский не является моим родным языком.

Спасибо за помощь!

Проблема с магнитным полем Земли в том, что никто толком не знает, почему и как. Есть гипотезы, но нет доказанной теории. Так что если вам это нужно для вашего мира - просто сделайте это без объяснений (но имейте в виду, что компас не работает на довольно большой территории вблизи магнитных полюсов)
В 2019 году северный магнитный полюс Земли находился примерно на 86 ° северной широты и 131 ° западной долготы; но в 1859 году он находился примерно на 70 ° северной широты и 96 ° западной долготы. Магнитные полюса Земли блуждают.

Ответы (1)

Ваша религиозная группа на самом деле права .

Планета была терраформирована либо давно забытыми предками, либо неродственной инопланетной расой. Поскольку у планеты не было расплавленного (или недостаточно железистого) ядра, терраформеры сочли необходимым создать его, погрузив огромные генераторы поля глубоко в кору планеты. Они сделали это в двух самых противоположных местах на планете, где также было легче всего приземлиться и работать, поэтому где-то в умеренном климате есть смысл.

Генераторы зарыты глубоко, ремонтируются сами и защищаются кларковскими машинами, так что никто из ваших персонажей не знает, что они на самом деле существуют, кроме слухов, и, конечно же, уровень ноу-хау и чистая мощность, необходимые для создания самоподдерживающегося генератора геомагнитного поля, очень высоки. ... ну... богоподобный.

Итак: идея о том, что полюс является делом рук богов-творцов, на самом деле недалека от истины...

Привет и спасибо за быстрый ответ. Это не то решение, которое я ожидал, но очень интересное. Не могли бы вы уточнить, что такое машины Кларка? Я не знаком с концепцией, извините
@Vollkornkeks Наука настолько развита, что все убеждены, что это волшебство. .. подробно: en.wikipedia.org/wiki/Clarke%27s_three_laws , но на самом деле кусается третий.
А что такое "генератор поля"? Это не может быть просто огромный (электро- или постоянный) магнит, потому что он будет иметь как северный, так и южный конец и не будет проецировать поле на всю планету. Вам понадобятся два противоположных генератора, каждый из которых представляет собой огромный магнитный монополь, по одному каждой полярности. Мало того, что это не будет вести себя точно так же, как одиночное железное ядро, физически невозможно создать такую ​​вещь: потребуется энергия всей вселенной, чтобы удержать одно целое. Более того, существуют ли вообще магнитные монополи? Как вы их создаете? Стабильны ли они?
@HarryWilson: два достаточно больших электромагнита, приложенных к железному сердечнику (даже если они заморожены), должны создавать единое большое магнитное поле правильной формы. В противном случае: см. комментарий PcMans о магии Кларка.
Два больших электромагнита не создали бы поля, похожего на центральный железный сердечник, — они создали бы поле, подобное двум большим магнитам! Подумайте о двух магнитах на противоположных концах стола и одном магните в центре. Если вы собираетесь заявить, что «это просто технология, неотличимая от магии», вы можете просто заявить, что полюса находятся под забавным углом из-за магии. Это на самом деле оставило бы меньше объяснений, чем ваш ответ, поскольку, по крайней мере, это установленная физика.
@HarryWilson: Два магнита, закрепленные на куске железа с выровненными полюсами, действуют как один магнит. Два очень больших магнита, прикрепленных к очень большому куску железа, действуют как очень большой магнит. Конечно: поле будет отличаться от поля расплавленного ядра, но это не делает его неподходящим генератором геомагнитного поля. Если это вам не нравится, то действительно большие проводники, обернутые вокруг сердечника и усиленные (действительно сильно), превратят его в действительно большой электромагнит, хотя тогда меньше причин для того, чтобы полюса находились в какой-либо конкретной ориентации.
Вы описываете планету с огромным железным стержнем, проходящим прямо через ее ядро: на данный момент, почему бы просто не дать ей железное ядро, которое не выровнено с ее вращением — это было бы намного более осуществимо. Изменить ориентацию ядра будет намного проще, чем провести через планету магнитный стержень.
@HarryWilson: У Марса, вероятно, есть железное ядро, но, поскольку он не расплавлен и не вращается, у него нет большого магнитного поля. Однако если вы планируете терраформировать Марс, вам нужно такое поле. Самый простой способ сделать это, вероятно, состоит в том, чтобы сделать Марс одним огромным электромагнитом, либо используя большие проводники, обернутые вокруг него (большой, но простой инженерный проект), либо огромные электромагниты (ужасающе сложный и опасный, но гораздо меньший проект). В любом случае вы не копаетесь в центре планеты: вы пользуетесь тем, что это уже один огромный кусок металла!
Пара гигантских электромагнитов «глубоко в коре планеты», как вы утверждали в своем ответе, не будет имитировать магнитное ядро. Обмотать планету проволокой — это отдельная тема со своими проблемами, такими как абсурдные затраты на электроэнергию и локальные аномалии рядом с проводами. Это ни в коем случае не будет простым проектом, требующим сверхпроводящих проводов, которые необходимо постоянно охлаждать жидким азотом (на практике гелием).
@HarryWilson: Кажется, мы здесь ходим кругами, так что я хочу пожелать тебе счастливого Рождества и попрощаться. Счастливого Рождества!