Zemes magnētiskais lauks ir diezgan noslēpums. Dzīvnieki to izmanto navigācijai, un mēs esam kļuvuši atkarīgi no tā esamības tā paša iemesla dēļ. Turklāt magnetosfēra dod mums spēcīgu vairogu pret vissliktāko saules vētru. Tomēr mums joprojām ir maz ideju par mehānismiem, kas veido šo lauku dziļi Zemes kodolā. Cerībā gūt īpašu ieskatu liela mēroga, planētu magnētiskajā laukā, Mērilendas universitātes ģeofiziķis ir uzbūvējis pats savu bērnu Zemi savā laboratorijā, un līdz šī gada beigām tas griezīsies (ieskaitot šķidru metālu). Gads…
Šis stāsts man atgādina klasisko eksperimentu, ko 19. gadsimta mijā veica norvēģis Kristians Birkelands. Mēģinot izprast dinamisko Aurora Borealis (ziemeļblāzma), Birkelands eksperimentāli pierādīja, ka elektriskās strāvas var plūst gar magnētiskā lauka līnijām (t.sk. Birkeland vai “laukam izlīdzinātas” strāvas, attēlā pa kreisi). To var novērot dabā, jo saules vēja uzlādētās daļiņas mijiedarbojas ar Zemes magnetosfēru un tiek virzītas uz Zemes magnētiskajiem poliem. Kad daļiņas ieplūst augšējā polārā atmosfērā, tās saduras ar atmosfēras gāzēm, veidojot krāsainu gaismas displeju, ko sauc par aurorām. Tomēr šis agrīnais eksperiments modelēja magnētisko lauku; tas vispirms nemodelēja, kā Zeme to ģenerē.
Tagad laboratorijā Merilendas universitātē ģeofiziķis Dans Lathrops turpina šo noslēpumu, veidojot pats savu Zemes versiju (attēlā augšpusē). Modelis ir uzstādīts uz aparāta, kas vērpj 10 pēdu diametra bumbiņu līdz ekvatora ātrumam 80 jūdzes stundā. Lai simulētu Zemes izkusušo ārējo serdi, Lathrop piepildīs lodi ar izkausētu metālu. Visas lietas svars būs 26 tonnas.
Šis ir Lathropa trešais mēģinājums radīt Zemes magnētiskā lauka mēroga modeli. Pēdējie divi mēģinājumi bija daudz mazāki, tāpēc šis lielais eksperiments bija jāveic uzņēmumam, kas vairāk pieradis projektēt lieljaudas rūpniecības iekārtas.
Tiek uzskatīts, ka Zemes izkausētā ārējā serde, kas sākas 2000 jūdzes zem zemes garozas, rada globālo magnētisko lauku. Šis “dinamo efekts” kaut kādā veidā tiek radīts, izmantojot turbulento šķidrā dzelzs plūsmas (kas ir ļoti vadītspējīga) mijiedarbību ar planētas griešanos. Lathrop modelī viņš izmantos citu vadītspējīgu šķidru metālu, nātriju. Izkusis dzelzs ir pārāk karsts, lai to uzturētu šajā vidē, nātrijs pastāv šķidrā fāzē daudz zemākā temperatūrā (tā kušanas temperatūra ir tuvu ūdens viršanas temperatūrai, gandrīz 100 ° C), taču pastāv daži nopietni draudi izmantojot nātriju kā dzelzs analogu. Tas ir viegli uzliesmojošs gaisā un ļoti reaģē ar ūdeni, tāpēc būs jāveic piesardzības pasākumi (vienam, sprinkleru sistēma ir atspējota, ūdens ar nātrija degšanu viss tikai pasliktināsies!). Šis viss eksperiments, lai arī ir riskants, ir nepieciešams, jo nav tieša veida, kā izmērīt apstākļus Zemes ārējā kodolā.
“Kodola apstākļi ir naidīgāki nekā saules virsma. Tas ir tikpat karsts kā saules virsma, bet ārkārtīgi augstā spiedienā. Tātad nav nekādu iespēju to zondēt, nav iedomājama paņēmiena, kā tieši noteikt zondi.”- Dans Lathrops
Šīs smagās sfēras vērpšanai vajadzētu izraisīt noturīgu nātrija plūsmas turbulenci, un tiek cerēts, ka var radīt magnētisko lauku. Ir daudz mīklu, kuras šo eksperimentu cer atrisināt, piemēram, mehānika aiz magnētiskās polārās nobīdes. Visā Zemes vēsturē ir pierādījumi, ka magnētiskie stabi ir mainījuši polaritāti, ilgstoša modeļa griešanās var izraisīt periodisku magnētiskā pola maiņu. Apstākļu pārbaude vadītspējīgā šķidrā metālā var parādīt, kas ietekmē šo globālo polāro maiņu modeli.
Šāda veida eksperiments ir veikts jau iepriekš, taču zinātnieki ir virzījuši šķidra metāla plūsmu, izmantojot caurules, taču šis modelis ļaus metālam dabiski organizēties, radot savu turbulento plūsmu. Tas, vai šis tests rada vai nerada magnētisko lauku, nav zināms, taču tam vajadzētu palīdzēt mūsu izpratnei par to, kā magnētisms tiek ģenerēts planētu iekšienē.
Skatieties video Nacionālajā publiskajā radio »
Avots: Nacionālais sabiedriskais radio
