Magnetické pole Zeme je celkom tajomstvom. Zvieratá ho používajú na navigáciu a my sme z toho istého dôvodu záviseli od jeho existencie. Magnetosféra nám navyše poskytuje silný štít proti najhoršej slnečnej búrke. Stále však máme len malú predstavu o mechanizmoch vytvárajúcich toto pole hlboko v jadre Zeme. V nádeji, že získa špeciálny pohľad na rozsiahle planetárne magnetické pole, si geofyzik z Marylandskej univerzity vybudoval vo svojom laboratóriu svoje vlastné dieťa Zeme a do konca roka sa to bude točiť (vrátane tekutého kovu). rok…
Tento príbeh mi pripomína klasický experiment, ktorý uskutočnil nórsky Kristian Birkeland na prelome 19. a 19. storočia. V snahe pochopiť dynamický Aurora Borealis (Northern Lights) Birkeland experimentálne dokázal, že elektrické prúdy môžu pretekať pozdĺž magnetických siločiar (napr. Birkeland alebo „zoradené“ prúdy), na obrázku vľavo). Toto možno v prírode pozorovať, keď nabité častice zo slnečného vetra interagujú so zemskou magnetosférou a potom sú vedené dolu k magnetickým pólom Zeme. Keď častice prúdia do hornej polárnej atmosféry, zrážajú sa s atmosférickými plynmi a vytvárajú farebný svetelný displej s názvom aurorae. Tento skorý experiment však simuloval magnetické pole; v prvom rade to nemodelovalo, ako ho Zem generuje.
Teraz, v laboratóriu na University of Maryland, geofyzik Dan Lathrop sleduje toto tajomstvo budovaním svojej vlastnej mierky verzie Zeme (na obrázku hore). Model je nastavený na prístroji, ktorý otočí guľu s priemerom 10 stôp na rovníkovú rýchlosť 80 míľ za hodinu. Aby sa simulovalo roztavené vonkajšie jadro Zeme, Lathrop vyplní guľu roztaveným kovom. Celá vec bude vážiť 26 ton.
Toto je Lathropov tretí pokus o vytvorenie zmenšeného modelu magnetického poľa Zeme. Posledné dva pokusy boli omnoho menšie, takže tento veľký experiment musel skonštruovať spoločnosť, ktorá sa viac používala na konštrukciu vysokovýkonných priemyselných zariadení.
Predpokladá sa, že roztavené vonkajšie jadro Zeme, ktoré sa začína 2 000 km pod zemskou kôrou, vytvára globálne magnetické pole. Tento „dynamo efekt“ je nejako vytvorený interakciou turbulentného toku tekutého železa (ktoré je vysoko vodivé) s rotáciou planéty. V Lathropovom modeli bude používať iný vodivý tekutý kov, sodík. Roztavené železo je príliš horúce na to, aby sa udržalo v tomto prostredí, sodík existuje v kvapalnej fáze pri oveľa nižších teplotách (má teplotu topenia blízku bodu varu vody, takmer 100 ° C), sú však spojené určité vážne riziká s použitím sodíka ako analógu železa. Je vysoko horľavý na vzduchu a je vysoko reaktívny s vodou, preto je potrebné prijať preventívne opatrenia (v prípade jedného, systém hasenia postrekovačov je deaktivovaný, voda v prípade požiaru s obsahom sodíka zhorší všetko!). Celý tento experiment, hoci je riskantný, je potrebný, pretože neexistuje priamy spôsob na meranie podmienok vo vonkajšom jadre Zeme.
“Podmienky jadra sú viac nepriateľské ako povrch slnka. Je horúci ako povrch slnka, ale pod extrémne vysokými tlakmi. Neexistuje teda spôsob, ako to vyskúšať, žiadna predstaviteľná technika na priame testovanie jadra.“- Dan Lathrop
Odstredenie tejto ťažkej gule by malo spôsobiť nepretržité turbulencie v prúde tekutého sodíka a dúfa sa, že sa môže vytvoriť magnetické pole. Existuje veľa hádaniek, ktoré tento experiment dúfa v vyriešenie, napríklad mechanika za magnetickým polárnym posunom. V celej histórii Zeme existujú dôkazy o tom, že magnetické póly zmenili polaritu. Dlhodobé pradenie modelu môže spôsobiť periodické obrátenie magnetického pólu. Testovanie podmienok vo vodivom tekutom kovu môže vrhnúť svetlo na to, čo ovplyvňuje tento globálny model polárneho posunu.
Tento druh experimentu sa už uskutočnil, vedci však usmerňovali tok tekutého kovu pomocou potrubí, ale tento model umožní kovu prirodzene sa organizovať a vytvoriť si vlastný turbulentný tok. Nie je známe, či tento test vytvára magnetické pole, ale mal by nám to pomôcť pochopiť, ako sa magnetizmus vytvára v planétach.
Pozrite si video na National Public Radio »
Zdroj: National Public Radio
