אם ברזל מאבד מגנטיות שלו בטמפרטורות גבוהות, איך כדור הארץ מגנטי של הליבה?

החפרנים עונה 3: ספיישל גיבורי על חלק 3 (יולי 2019).

Anonim

הברזל מאבד את המגנטיות שלו כאשר הוא מחומם לכמה מאות מעלות, אבל הליבה של כדור הארץ - המייצרת שדה מגנטי מספיק חזק כדי להחזיק את הפלנטה יחד - עשויה ברזל חם כל כך שהוא במצב נוזלי!

מדוע, אם כן, האם ברזל מותך בליבת כדור הארץ מייצר שדה מגנטי?

בואו נתחיל ממש מתחת לכל המסתורין הזה.

חומרים פרומגנטיים

הברזל הוא חומר פרומגנטי. (צילום: Pixabay)

כדי להסביר לך את הפרמוגנטיות של הברזל במונחים פשוטים, הייתי אומר שהברזל עשוי מ'דברים 'זעירים (רגעים אטומיים, ליתר דיוק), אטומים שפועלים כמו מגנטים זעירים, שכן לכולם יש צפונה (כמו מגנטים רגילים).

כאשר אתה מחזיק מגנט ליד חפץ ברזל, אלה מגנטים זעירים להציג "בפנים" את האובייקט ליישר את עצמם או בשורה. זה מה שהופך את האובייקט המגנטי, וכל חפץ שמתנהג כך בנוכחות שדה מגנטי חיצוני נקרא חומר פרומגנטי.

עם זאת, כאשר אתה חום חומר פרומגנטי, כמו ברזל, דברים מתחילים להשתנות.

מה קורה כאשר אתם מחממים חומר פרומגנטי?

הליבה של כדור הארץ מורכבת מכמויות עצומות של ברזל (צילום: Naeblys / Shutterstock)

אז, זה די ברור כי ברזל חדל להיות חומר פרומגנטי מעבר 770 מעלות צלזיוס. עם זאת, אנו יודעים גם כי הליבה של כדור הארץ מורכב ברזל מותך, שהוא כל כך חם מאוד (כמעט 6000 מעלות צלזיוס) כי זה עושה את הליבה כמו חם כמו פני השטח של השמש עצמה! לא רק זה, אבל הליבה ברזל מותכת מייצרת שדה מגנטי חזק מאוד, משהו שעושה כדור הארץ כדור הארץ שניתן לחיות.

אבל האם זה לא סותר את עצמו? אם ברזל מאבד את תכונותיו הפרמגנטיות ומפסיק להיות מגנט בטמפרטורה נמוכה יחסית (יחסית) של 770 מעלות צלסיוס, אז איך הליבה של כדור הארץ, שהיא בעיקר ברזל, מייצרת שדה מגנטי חזק כזה?

איך הליבה של כדור הארץ מייצרת שדה מגנטי?

דינמו הוא מכשיר הממיר אנרגיה מכנית לאנרגיה חשמלית. אם אתה יודע את התנאים הפיזיים של הליבה של כדור הארץ, אז אתה יכול להבין את תורת הדינמו בתוך זמן קצר.

שים לב כי הליבה הפנימית היא מוצקה עקב תנאי לחץ גבוה. (צילום: קלווינסונג / ויקיפדיה)

לליבת כדור הארץ יש שני חלקים: הליבה הפנימית והחיצונית. הליבה החיצונית כל כך חם שהיא קיימת במצב נוזלי, אבל הליבה הפנימית היא מוצקה, בשל תנאי לחץ גבוה מאוד (מקור). כמו כן, הליבה החיצונית נעה כל הזמן, בשל סיבוב כדור הארץ ואת הסעה.

עכשיו, תנועה נוזלית הליבה החיצונית מהלכת ברזל מותך (כלומר, חומר מוליך) על פני שדה מגנטי חלש שכבר קיים. תהליך זה מייצר זרם חשמלי (עקב אינדוקציה מגנטית). זרם חשמלי, אם כן, מייצר שדה מגנטי אשר אינטראקציה עם התנועה נוזל לייצר שדה מגנטי משני.

השדה המגנטי המשני מחזק את השדה המגנטי הראשוני והתהליך הופך להיות בעל קיום עצמי. אלא אם כן התנועה נוזל בליבה החיצונית מפסיק, הליבה תמשיך לייצר שדה מגנטי. זו בדיוק ההנחה של סרט המדע הבדיוני 2003 The Core .

כדי לשים את כל זה במילים פשוטות, ברזל מותך נוכח בליבה אינו מייצר שדה מגנטי ישירות ; במקום זאת, הוא מייצר זרם חשמלי, אשר בתורו מייצר אפקט אלקטרומגנטי, אשר בסופו של דבר מייצר את השדה המגנטי חזק של הליבה של כדור הארץ.