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爱因斯坦说的世界科学难题

已有 6521 次阅读 2009-12-2 08:47 |个人分类:地磁|系统分类:科普集锦| 科学难题, 地磁场起源, 底下结构

爱因斯坦说的世界科学难题

 

  地磁场的来源是爱因斯坦所说的世界难题之一。我们的祖先四大发明中的指南针就是因为有地磁场存在。但是地磁场是怎样产生的,历来有多种假说。

  先须说明,这里说的地磁场是指主磁场。其实,地磁场由主磁场、变化磁场和地壳磁场组成,地磁场随时间的变化主要包括主磁场的长期变化与变化磁场的短期变化.地磁场的长期变化包括非偶极子磁场的西向漂移与偶极子磁场的变化,还包括地磁场极性倒转。主磁场来源于地球内部,为总的地磁场的90%多,变化磁场是太阳活动对地磁场影响所产生的附加磁场,只有总场的千分之几到百分之几。

   还得先说说地球的结构,地球的平均半径为6370千米,地球基本分三层,地壳、地幔和地核。地壳最厚处才数十千米,地壳底部到2900千米深处为地幔,地幔到地球中心则为地核。其中地核又分为两层,外层为液核,称为外核;内层为固态,称为内核。根据对地震波的研究结果,可知液体外核的平均密度为10.7/厘米3,这样高密度的物质只能是重金属。地表最多的重金属就是铁,因此人们一般认为外核是由类似铁那样的重金属所构成。

  到目前,最有希望的假说是发电机理论。外核是发电机的理想场所。它的基本物理过程如下:地球本身的自转使外核中融化的铁质物质形成由西向东的旋涡;假设在地球的形成过程中或多或少会残留下一微弱磁场,液核中的导电流体流动,切割磁力线就会产生电场;而这感生电场又会产生磁场;该磁场又加强原始的微弱磁场。这样的过程最后达到平衡。这就形成了我们在地表观测到的磁场的主要部分。

  发电机理论可以解释地磁场倒转问题,这也是称其为最有希望的假说理由之一。

  随着对地球内部构造和运动规律的研究了解,对地磁场起源难题和地震预报难题的解决将浮出水面!地磁场起源问题的解决,将推动对行星等天体磁场起源的研究,对太阳系的起源研究也有重要意义。



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