Bild: NASA Goddard/Flickr
Das Magnetfeld der Erde nicht mehr als Leitfaden für unser Zirkel-und dies gelegentlich sorgen. Es ist Teil der Grund, warum es das Leben auf diesem Planeten—es schützt uns vor der gefährlichen solaren Strahlung, die sonst Schlag unsere Ozon-Schicht entfernt.
Aber es gibt noch eine Menge über das Magnetfeld Wissenschaftler nicht verstehen. Am wichtigsten ist, Sie haben Schwierigkeiten, herauszufinden, warum es ist so stark. Ein team entschieden, um einen genaueren Blick auf die Rolle der einzelnen Elemente in den Planeten, die gedacht werden, um das Feld beeinflussen. Stellt sich heraus, die Art und Weise nickel verhält sich bei der kleinsten Skalen könnte erklären helfen, die magnetische Feld Stärke, bis zu dem Punkt, dass einige bestehende Modelle überdacht werden müssen. Und das Verständnis, das Magnetfeld der Erde hat Auswirkungen auf alles, was sich darauf beruft, einschließlich von Tätigkeiten, die erfordern, dass das bohren der U-Bahn.
“Das ist eine neue Idee in die Geophysik research line, nickel vernachlässigt wurde, ist für die Erklärung der geodynamo, der Mechanismus für die Erzeugung des magnetischen Feldes,” Studie Autor Giorgio Sangiovanni aus dem Institut für Theoretische Physik und Astrophysik der Universität Würzburg in Deutschland sagte Gizmodo.
Auf seiner elementarsten Ebene, der Erde, der bekommt wahrscheinlich seine magnetischen Feld von Temperaturgradienten im äußeren Kern verursacht Metall zu erzielen convect—das ist mehr oder weniger wie Wasser bewegt sich in einem Topf mit kochendem Wasser. Können Metalle Strom leiten. So, Umzug Metalle kombiniert mit der rotation der Erde schaffen könnte, Rohre der elektrische Strom, der Punkt an den Polen. Schleifen, die den elektrischen Strom erzeugen magnetische Felder, die durch Sie, so die ganze Erde landet, der aussieht wie ein magnet, wo die Polen die Angleichung an den Oberseiten und Unterseiten der Rohre.
Das problem, die Leute haben darüber gesprochen, für eine Weile jetzt, ist, dass es einen anderen Weg für die Wärme übertragung zwischen den Elementen, die um den Kern herum, Durchführung, nicht erforderlich ist, die Metalle physisch zu bewegen. In diesem Fall, die Energie wird nur bestanden zwischen den Atomen, wie Sie stoßen einander, wie die Wärme nach unten das handle der Topf mit Wasser, die Sie Kochen. Aber wenn der äußere Kern verliert zu viel Wärme durch Wärmeleitung, dann gibt es nicht genug Energie für den Antrieb der Konvektion erzeugen das Magnetfeld. Wissenschaftler denken, das könnte der Fall sein, und sind auf der Suche nach einer Quelle für zusätzliche Energie erzeugen könnte, das magnetische Feld, die Sie beobachten.
Sangiovanni und seine Kollegen beschlossen, um Berechnungen über die Metalle im inneren Kern, um zu sehen, wenn Sie könnten finden, einige der fehlenden Energie. Aber im Gegensatz zu den äußeren Erdkern, welcher hauptsächlich aus Eisen, der innere Kern ist 20 Prozent nickel. Das team entschied sich, zu prüfen, wie nickel und Eisen bestimmte quantenmechanische Eigenschaften in der Erde Feste Kern-Auswirkungen des magnetischen Feldes.
Diese Eigenschaften sind nicht grundlegend genug, um zu verlangen, dass Sie bücken rückwärts vorzustellen, Schrödinger ‘ s Katze. Sie beschreiben die Struktur von nickel-und Eisen-Atomen bei hohen Temperaturen, wie Elektronen interagieren in Sammlungen von diese Atome, und wie diese Elemente ” Verhaltensweisen ändern bei hohen drücken. Es stellt sich heraus, dass nickel die Form in eine solide verlangsamt seine Elektronen nach unten. Die Elektronen interagieren und scatter-off jeder andere, verhindern, dass nickel aus ein guter Wärmeleiter, so das Papier gestern veröffentlicht in “Nature Communications”. Bügeleisen, mittlerweile, hat eine hohe Leitfähigkeit bei den Temperaturen und drücke, gefunden im inneren Kern.
Kurz gesagt, die Forscher glauben, nickel reduzieren könnte die gesamte Leitfähigkeit des Kerns, wodurch es zu behalten zusätzliche Energie, die Laufwerke Konvektion. Und diese neue Erkenntnis könnte eine große genug Wirkung, dass die Modelle des Erdmagnetfeldes müssen einige überdenken.
Aber die Ergebnisse der Forscher können nicht genommen werden, Tatsache ist doch—Sie müssen noch zur Berechnung anderer Eigenschaften in Bezug auf, wie nickel leitet die Wärme. “Aber es ist sehr vielversprechend”, sagt Sangiovanni. “Wir werden sehen, nachdem wir berechnen weitere wichtige observablen,” wie die thermische und elektrische Leitfähigkeit.
Sangiovanni sagte, dass andere, die er Sprach waren überrascht, wie viele Leute sind auf der Suche, wie leichtere Elemente wie Silizium Einfluss auf die Physik des Erdinneren. “Ich würde sagen, dass die Menschen für eine lange Zeit diskutiert haben, das mögliche Vorhandensein von nickel im Erdkern,” Dario Alfè, professor der Physik am University College in London sagte Gizmodo, “aber niemand hat wirklich darüber diskutiert, in der Art Giorgio Papier weist darauf hin, die Wirkung von nickel auf die Leitfähigkeit des Kerns.”
Alle, dass gesagt wird, nehmen Sie nur Trost in der Tatsache, dass, wenn Sie nicht denken, Sie verstehen, die das Magnetfeld der Erde, Wissenschaftler nicht ganz sicher, wie es funktioniert, entweder.
[Nature Communications]