Klatter i Jordens Kerne, der Kunne Være Årsag ‘Geomagnetiske Ryk’ i det Magnetiske Felt

A simulation of the Earth’s magnetic field En simulering af Jordens magnetiske fieldImage: Aubert et al./IPGP/CNRS, Foto bibliotek

Hver flere år, magnetiske felt observatorier optage hurtige ændringer i den position, eller styrken af jordens magnetfelt, såkaldte geomagnetiske ryk. Årsagen til disse ændringer er forblevet et mysterium.

Forbedringer til jordbaserede observatorier og flere magnetiske felt målinger fra satellitter har givet forskerne ny indsigt i planetens magnetiske adfærd. Selvom vi ikke kan se direkte ind i Jordens kerne, disse målinger har lad forskere bygge modeller til at udlede, hvad der kunne være i gang i der. Mest for nylig har forskere indså, at der pludselig frigives, bevæger sig klatter inde i kernen kunne forklare de geomagnetiske ryk.

“Evnen til numerisk reproducere ryk tilbyder en ny måde at undersøge de fysiske egenskaber af Jordens dybe indre,” forskere Julien Aubert fra University of Paris og Christopher Finlay fra Danmarks Tekniske Universitet skriver i et nyt papir, offentliggjort i Nature Geoscience.

Jordens forskere er temmelig sikker på, at den planet genererer sit eget magnetiske felt tak til geodynamo: varme, der er genereret af bevægelsen af ledende flydende metal inde i kernen, kombineret med planetens spin. Ændringer er generelt langsom—som at være på et fancy nyt tog, hvor du knap opfatter, at de kræfter, for at fremskynde eller bremse. Men nogle gange er det magnetiske felt oplevelser “ryk”, hvor det er uforudsigeligt går fra overskridelse af tilladt hastighed på op til aftagende, svarende til whiplash-fremkaldende stød du føler dig måske på en vakkelvorn gamle tog.

Simulering af spørgsmål, der rejser gennem det centrale, potentielt forårsager geomagnetiske ryk. (Video: Aubert og Finlay, Nature Geoscience (2018))

Disse “ryk” forekomme i løbet af bare et par år, og har optrådt i 2007, 2011 og 2014, efter at observerede data. For bedre at forstå dette, forskere bygget en simulation af Jorden, hvor den ydre kerne er repræsenteret som en roterende kugle-shell fyldt med en elektrisk ledende væske, og den indre kerne og kappe som faste sandwiching den flydende senere. Det er ligesom en spinning jawbreaker med et lag af goo mellem centrum og den ydre skal.

Modellen viste, at isolerede enklaver, der optræder i den væske, der kunne bevæge sig opad og rundt om kernen, skabe bølger gennem den væske, der er elektrisk ladede atomer. Når disse bølger er stoppet med fast kappe, de komprimere, der fører til den midlertidige forstyrrelser i det magnetiske felt, der forårsager den geomagnetiske ryk. Det vil tage omkring 25 år fra udgivelsen af klat til observation af et ryk.

Dette er en model baseret på hvad vi ved om Jordens indre, og det er værd at tage den (og alle modeller) med et gran salt. Dette er heller ikke den eneste mulige forklaring for disse ryk—andre har foreslået, at de kommer fra en deformation, eller vridning, svingning i kernen, men forskerne bag den nye undersøgelse hævder, at deformation svingninger er for svage til at generere signaler, der er observeret i det virkelige liv.

Stadig, modeller er afgørende for en bedre forståelse af, hvordan motion dybt i vores planet manifesterer her på overfladen, og forståelse ryk kan hjælpe forskerne forudsige dem i fremtiden. Du kan være opmærksom på, at magnetfelt beskytter os mod solens stråler, som ellers ville gøre planeten unlivable. Så det er rart at være i stand til at forstå det bedre.

Dele Denne Historie


Date:

by