 对我们大多数人来说，地球磁场可能只是方便徒步旅行和阅读地图的来源。 但很久以前就已经证明，导航是对这一天文现象最不重要的利用。事实上，如果没有这个磁场，地球上就不会有生命。它保护地球在每一次频繁的太阳风暴后不会被烤焦。它是通过偏转来自太阳的带电粒子和辐射的轰击来实现的。 自13世纪以来，这个磁屏蔽一直是研究和争论的来源。在最早的研究中，人们认为这种磁场的原因可能是北极星或位于北极的一个巨大的磁岛。 虽然这些研究现在听起来很荒谬，但直到1600年，它们一直统治着天体物理学。威廉·吉尔伯特提出了一个更合乎逻辑的假设，尽管并非完全合理。在他的著作《论磁学》中，他提出了有史以来第一个公开的关于磁学的科学专栏，在那里他得出结论，地球本身是磁性的。 直到1919年，人们才发现了地球磁场最合理但也并非没有矛盾的解，这个解后来被命名为地球发电机。只有这个假说听起来与所有其他天体物理学和地质现象，即磁极反转、地核的温度守恒、地球的扁球体形状等，是相容的。 地球发电机理论 地球发电机概念的第一个明确的合理化是由沃尔特·M·埃尔萨瑟提出的，他是当今发电机理论之父。他说，地球的磁场是由地球外核产生的电流的结果，外核是一个2000公里厚的主要由铁粒子组成的层。 这种电流的唯一可能来源是惯例，这是与温度有关的基本物理原理之一，它证明了液体中分子在加热时的集体运动。 所以，简单地说，在行星流体的外核中的铁粒子，被固体的内核加热，内核的温度与太阳表面的温度相当。然后，就像我们在平底锅里煮一些液体时发生的那样，加热的熔融铁颗粒变得比相对较冷的铁颗粒密度小，并开始向上移动。 当这些粒子到达远离热源的地方时，它们会冷却下来，使它们再次下沉到更靠近炙热的内核的地方。这个循环不断地重复，其中的铁粒子产生电流，电流反过来又形成了同样巨大的磁场，保护着我们的生命星球。 大悖论 就像其他的地球磁场理论一样，地球发电机理论尽管有很多合理的解释，但也有其矛盾之处。虽然听起来很奇怪，但这个地球磁场的“经典模型”并不十分可信。 随着最近对地球温度知识领域的发展，地球发电机工作的基本条件是地球必须处于完全熔融状态，核心温度为6800°C，近40亿年前。它必须慢慢冷却到3000°C。 但由于研究证明温度只下降了300°C，因此在没有任何其他外部因素的情况下，几乎不可能像现在这样建立地球发电机的功能。 消除复杂性 如上所述，只有在没有外部因素的情况下，地球发电机悖论才会存在。好消息是，最近出现了一种新的认知，这个经典模型可以毫无疑问地用于进一步的研究。新的观点包括了一个被忽视的观点，即月球和地球本身的不规则轨道运动。 在这方面，人们一直在考虑月球可能产生的影响，但从来没有完全符合这种前景。该理论认为，由于地球和月球的不规则轨道运动引起的潮汐效应，地球外核的地幔发生了弹性变形。运动和不稳定的重力会引起波动，从而刺激地球地幔中液态铁合金的对流过程，影响经典的地球发电机现象。 考虑到月球旋转轨道的支点在地球外表面以下一定距离，这个理论就更有道理了。此外，这个假设也可以解释地球上偶尔出现的热脉冲。所以，也许，这场关于地球磁场的长期天体物理学辩论终于得出了结论。 |
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