Почему Земля ведет себя как природный стержневой магнит?

Магнитное поле Земли создается вихревыми токами в жидких частях недр планеты. Мы полагаем, что поле не возникает из-за постоянного магнита, потому что: (1) его направление и сила меняются со временем, и (2) внутренняя часть планеты горячее, чем температура Кюри ее элементов, и, таким образом, постоянный магнит не сохранил бы свою силу. магнетизм. Однако недостаточно сказать, что поле возникает из-за вихревых токов. Простое вращение вокруг проводящей жидкости не создает магнитного поля. Должен быть какой-то источник электрического тока, чтобы весь процесс работал, и мы не знаем, что это за источник. Было предложено несколько возможностей. Примеры включают: (1) элементы, разделенные гравитацией, создают разность потенциалов, как в батарее; (2) Гравитационно разделенные элементы в сочетании с разницей температур между ядром Земли и ее мантией создают термопарный переход, который производит напряжение и, следовательно, ток; и (3) поток электронов, образующийся при бета-распаде радиоактивного материала в активной зоне. Однако ни одно из этих объяснений не считается доказанным, а некоторые считаются маловероятными. Так что источник электрического тока остается загадкой.

Когда мы говорим, что поле Земли ведет себя «как стержневой магнит», мы имеем в виду поле, которое приблизительно дипольно. Таким образом, хотя это правда, что геодинамо питает поле (см. эту страницу Википедии), мы должны сказать немного больше. Во-первых, вращение Земли организует поток, стремясь совместить его с осью вращения. Во-вторых, магнитное поле от конечного источника становится все более похожим на диполь по мере удаления от него; в мультипольном разложении чем выше порядок члена, тем быстрее он спадает. Поверхность Земли находится на радиусе, примерно вдвое превышающем радиус на границе ядра и мантии, что является достаточным для существенного уменьшения недипольных вкладов (см. Меррилл и МакЭлхинни, "Магнитное поле Земли: палеомагнетизм, Ядро и глубокая мантия», Academic Press, 1998, глава 2). Наконец, магнитное поле в ядре может иметь большую тороидальную составляющую, но мы мало знаем о ее силе, потому что тороидальные компоненты не пересекают границу ядра и мантии (Merrill &

Земля ведет себя как магнит, потому что расплавленное железное ядро ​​Земли взаимодействует с движением электронов на поверхности планеты. Используйте компас, чтобы определить направление северного и южного магнитных полюсов.

Итак, Земля ведет себя как магнит