Магнитная поле земли

Геомагнитное  динамо

Изменения ориентировки и напряженности магнитного поля Земли заставляют предположить, что источник этого поля находится в жидком подвижном внешнем ядре. Почти все вещество твердой мантии и внутреннего ядра имеет температуру выше своей точки Кюри, поэтому оно не обладает, очевидно, постоянной намагниченностью. Движения внутри этого вещества также недостаточно интенсивны, чтобы стать причиной наблюдаемых вековых вариаций.

В качестве единственного вероятного возбудителя магнитного поля земли

В качестве единственного вероятного возбудителя магнитного поля остаются только электрические токи во внешнем ядре. Идея состоит в том, что там существуют токовые петли, грубо напоминающие витки провода в соленоиде (электрической катушке), которые и генерируют различные составляющие геомагнитного поля; развитие этой идеи привело к появлению почти общепринятой теперь модели «геомагнитного динамо».
На рис.  показана схема действия простого динамо с вращающимся диском проводящий диск вращается в магнитном поле; при этом между осью и диском образуется некоторая э.д.с., но ток не возникает,  добавлен внешний проводник, по которому ток идет от оси к периметру диска. Этот ток создает вторичное магнитное поле; чтобы происходило вращение, требуется внешнее магнитное поле и какой- то источник энергии.  В внешнее, или возбуждающее, магнитное поле снято, а ток проводится через виток спирали, обходящей ось диска, так что для возбуждения динамо используется создаваемое им же вторичное магнитное поле. Теперь это — само возбуждающееся динамо, генерирующее поле до тех пор, пока не прекращается его вращение.

Такая схема дает очень хорошее представление о генерации магнитного поля Земли круговыми токами в ядре: если система динамо получает «подпитку» слабым первичным магнитным полем (возможно, полем Солнца), требуется только, чтобы сохранялся некоторый источник энергии. Если ток (только ток, а не само вращение) меняет направление, изменяется и направление поля. Процесс самообращения геомагнитного поля, конечно, на деле гораздо более сложен, но он успешно моделируется с помощью пары динамо, генерирующих друг для друга возбуждающее поле.

В жидком внешнем ядре существует, вероятно, почти бесконечное число взаимодействующих и взаимосвязанных токовых петель разных размеров и форм, которые появляются, растут, угасают и меняют знак во всех масштабах времени. Возможно, расположение этих петель в той или иной мере контролируется вращением Земли, что и объясняет близость ориентировки магнитного поля к направлению оси вращения нашей планеты.

Сделаны оценки полной мощности источника энергии, необходимой для генерации геомагнитного поля

Сделаны оценки полной мощности источника энергии, необходимой для генерации геомагнитного поля. Эти оценки колеблются от 109 до 1011 Вт в зависимости от коэффициента превращения тепловой или механической энергии в магнитную. По сравнению с мощностью, высвобождающейся при землетрясениях (около 1012 Вт), и с тепловым потоком через поверхность Земли (З—4-lO13Вт) энергия, идущая на создание магнитного поля, относительно невелика. Однако существует проблема того, откуда берется необходимая энергия в механической форме на таких больших глубинах.

Магнитное поле земли: