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导语
地球的内核由炽热的金属球组成,在地心压力的作用下内核被压得又热又硬,其中固态部分温度甚至可以达到摄氏5000度。
在这巨大的外界压力之下,内核内部的金属流体的密度巨大、粘性十分强,金属流体相互摩擦会摩擦产生电流,这些电流带电的金属流体就像一把巨大的动态磁铁,这个动态磁铁不断旋转就产生了地球的巨大磁场。
在地球磁场的保护下,地球能够挡住大量来自太空中的辐射,使得地球早已暴露在宇宙旷野中的生物和环境可以安然无恙,这也使得地球拥有了适于生命繁衍的条件。
但是最新的研究却发现,地核的自转速度居然在逐渐变慢,如果地核真的不再转动下去了地球会怎样,地球的磁场会怎样,人类又会怎样呢?
一、地核的构成。
在地球内部,地核的位置是最底层,外层地壳和地幔共同体构成海洋和陆地,而地幔和地核则共同组成了地球的圆球状的主体。
地核又是由两个部分组成的,外面是一层液态的地核外核,而内核内核则由固态的内核内核组成。
地核外核由铁和镍等金属元素组成,而地核内核则是由铁、镍和一些其他轻元素和合金组成,而且在地球诞生的时候,这些金属元素是随着地球吸积到一起的团块中的尘埃颗粒一同被吸积到一起的,也就是说地核外核和内核内核中混入了一些与金属元素不相称的杂质。
这些杂质虽然在数量上并不多,但是却对地核外核的液态铁流有着巨大的影响,杂质越多就会越影响电流的流动,越影响电流的流动就会影响到地球的磁场的产生甚至产生局部的反磁场。
因此为了研究地核外核流体流动情况,也就是了解地球磁场生成的情况,多年来物理学家们先后建造了大量的地心模型进行模拟。
而研究人员最著名的一个模型就是在2012年由美国劳伦斯利弗莫国家实验室的研究人员建造的“直径0.5米、高3米、重2000千克”的巨型地心模型。
这个巨型地心模型可以产生高达3兆特斯拉的磁场,而在日常生活中人们接触到的电磁石的磁场强度一般在1到5特斯拉之间,甚至最强的电磁石磁场强度也不会超过10特斯拉。
因此这个地心模型产生的磁场可以说是史上最强磁场,可以产生这么强大磁场的地心模型中包含了巨大的发电机,这些发电机不断地为模型中的金属球注入电流,从而使得金属球中的金属流体运动起来,模拟地核外核流体运动的过程。
通过这个地心模型,研究人员可以观察到金属球中金属流体的流动产生的电流,从而研究地核外核中金属流体的流动情况。
在接受来自各方的电流作用下,地核外核中的金属流体就像巨大的发电机一样不断产生电流,制造巨大磁场的同时还会由于高速运动碰撞产生高温,高温的金属流体中又会有电流产生,这些电流叠加到一起就仿佛是给铁氧体磁粒子注入了动能一样,使得铁氧体磁粒子不断受力曲动,形成了地球磁场的形态并不断动能,这就是地球磁场的产生机制。
二、地核的自转。
在地球核心的形成时,金属流体的运动方式也随之固定了下来,金属球中的金属流体不仅在内部自由动,同时还要与外部地壳和地幔进行摩擦,
并且地核外核这个由900多公里厚的外核流体组成的液态地核大球是由地壳和地幔放置的圆球状大球形成的,在与地壳和地幔的摩擦中,地幔和地壳对地核外核大球中的金属流体造成的动能不断进行吸收,从而使地壳和地幔作为一个整体不断进行自转。
地壳和地幔对地核外核大球的运动的干涉和摩擦让地核外核大球中的金属流体最终产生了和地壳和地幔相同的自转速度和自转方向,因此现在地壳和地幔和地核外核大球已经形成了一个整体,而地壳和地幔对地核外核大球中的金属流体的干涉和摩擦使得地核外核大球中的金属流体在不断存储着运动的动能。
这一动能一旦积蓄大到一定程度,就会被地壳和地幔吸收,然后再被金属流体作为动力驱动海洋大球形成的液态流,海洋大球中的液态海洋就会再被磁场作用形成一个巨大的电磁式发电机,这个发电机不仅会发电,还会形成储存的动能,随时都可以被地壳和地幔吸收,从而形成一个环路,地壳和地幔不断给液态大球形成的金属流体作用动能,金属流体不断给铁氧体磁粒子形成磁场作用动能,铁氧体不断给地壳和地幔吸收动能。
因此地壳和地幔对地核外球体的摩擦不仅能够让地核外球体中的金属流体形成自转,还能够形成一个循环系统,不断进行动能的储存和释放。
在形成了这种循环系统之后,地核外核大球就和海洋大球一样拥有了巨大的动能储存量,在这些循环动能的作用下,海洋大球和地核外核大球会不断对地球的磁场进行有规律的周期性变化。
三、地核的自转减速。
现如今地核外核大球体内部已经形成了巨大的循环系统,这个循环系统不断对地球的磁场进行周期变化,而周期的形成是因为海洋大球和地核外核大球有固定的自转速度和方向,但是地壳和地幔对海洋大球和地核外核大球的能量吸收是一个不断变化的过程。
地壳和地幔对海洋大球和地核外核大球的摩擦作用实质上是一种能量交换,当地壳和地幔吸收的能量越大,那么进入循环系统内部的动能也就越多,地核外核大球和海洋大球形成的循环系统就会越有能力对地球的磁场进行变化,而当地壳和地幔吸收的热量越少,那么进入循环系统内部的动能也就少,循环系统的能力也就弱,于是地球的磁场就会逐渐形成一个又一个固定的周期形式。
在检测过往的地球磁场的数据中研究人员发现,每一个固定的周期内部会由一百多种不同的级别的周期构成,从几小时到几百万年不等,而且经过研究各种不同级别周期的数据,研究人员发现固定的周期形式中存在有大量的不同级别的噪声。
经过研究,研究人员发现这些周期形式和噪声是由于海洋大球和地核外核大球摩擦形成的能量交换没有固定的频率,对地球的磁场影响的周期变化也是没有固定的频率。
但是在这些没有固定频率的周期变化中研究人员却发现一个十分有趣的现象,就是地核外核大球体中的金属流体摩擦产生的电流会受到地球自转角动量的影响,如果地球的自转角动量减小了,那么地核外核大球中的金属流体摩擦产生的电流就会变小,地核外核大球体中的金属流体的自转速度就会变小。
而如果地核外核大球体中的金属流体的自转速度变小了,那么地核外核大球中的金属流体摩擦产生的电流就会变小,这样一来金属流体产生的磁场就会变小,最终地球磁场就会变弱,变小。
而地球自转角动量减小的方式就是地球自转减速,因此地核外核大球体中的金属流体产生的磁场的变化会和地球自转角动量的化同步。
地核核大球中的金属流体产生的磁场能够同步到地球自转角动量的原因在于地核外核大球体和海洋大球在循环系统中不仅对地球磁场进行周期变化,而且还对自身的动能进行周期变化,因此往循环系统中注入新的动能或者从循环系统中吸收走旧的动能都会对循环系统内部的周期变化形成影响。
循环系统对自身的动能进行周期变化也是为了在建立循环系统的过程中形成对自身动能的储存和释放从而形成短时间内产生大量动能的能力,在面临遇到外界威胁和机遇时能迅速进行自我调节,适应性也就更强。
四、地核停转研究。
因此地核外核大球体中的金属流体产生的磁场能够同步到地球自转角动量的原因在于地核外核大球体和海洋大球在循环系统中不仅对地球磁场进行周期变化,而且还对自身的动能进行周期变化,因此往循环系统中注入新的动能或者从循环系统中吸收走旧的动能都会对循环系统内部的周期变化形成影响。
循环系统对自身的动能进行周期变化也是为了在建立循环系统的过程中形成对自身动能的储存和释放从而形成短时间内产生大量动能的能力,在面临遇到外界威胁和机遇时能迅速进行自我调节,适应性也就更强。
在现今的研究中,尽管研究人员发现了地核外核大球体中的金属流体和地球自转角动量同步的机制,但是却从没发现这种机制会对地核外核大球体中的金属流体形成的循环系统进行负面影响,甚至没有发现在现今的地核外核大球体中的循环系统中数百年乃至数千年的变化中存在有原因未知的负面影响。
因此从现有研究来看,循环系统不会出现负面影响的状况,除非循环系统中出现了数量极为罕见的随机事件,才可能会出现负面影响。
但是尽管如此,在地核外核大球体中的金属流体形成的循环系统中可能会出现的随机事件却有着难以估量的巨大影响,想要尽可能地降低这些巨大影响对地球的影响,就要尽可能提前探测到这些随机事件的发生。
因此研究人员一直在进行对地核外核大球体中的金属流体形成的循环系统中可能出现的随机事件进行研究,希望能够尽早发现地核外核大球体中的金属流体形成的循环系统中可能出现的随机事件,从而尽早防范和减轻随机事件的负面影响。
五、如果地核停转?
但是在研究地核外核大球体中的金属流体形成的循环系统中可能出现的随机事件的同时研究人员发现,地核外核大球体中的金属流体形成的循环系统已经在数百年乃至数千年的变化中呈现出了巨大的日趋空气化等迹象,循环系统中的周期变化也在逐渐加快。
在研究人员的进一步研究中,研究人员发现这是因为地核外核大球体中的金属流体自动适应了地球自转减速的速度。
在趋势加快的过程 |
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