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中国时间: 03:19 2016年12月06日星期二

地球磁场的奥秘


我们大多数人很少会想到地球的磁场。我们可能知道它帮助候鸟导航,并且保证指北针指向北方。但我们没有意识到,它是使地球存在生命的关键条件之一。然而,我们对产生磁场的地核内部的变化过程所知甚少。美国之音记者普缔奇参观了马里兰大学的一个实验室,这里的科学家们试图复制我们脚下3000千米深处的环境。

在地球深处,3400公里范围的铁水和镍以及中心的固体铁球产生的电流是形成地球磁场的原因。

最直接的好处是它在导航中发挥的作用。

但是马里兰大学物理学教授丹尼尔·莱斯罗普(Daniel Lathrop)说,好处不仅于此:“这是使地球成为一个适于居住的星球的重要条件,因为它为我们低档了来自太阳的大量强烈辐射。”

证据表明,地球磁场并不是固定的,它四处游离,有时甚至移动很大。

莱斯罗普说:“我们知道,地球磁场在地球历史上已经南北颠倒几百次。当然,地球自转保持不变,但是磁极会移动并且确实颠倒过。”

在由美国国家科学基金会资助的实验室里,莱斯罗普和他的团队正努力研究这是如何发生的以及为什么发生。

旋转一个铁水球是不太现实的,研究人员们组建了一个合适的替代品:一个直径3米宽的旋转钢球,内有12.5吨钠,一种熔点不到100摄氏度的软金属。

一个一米宽、内部无磁性的钢球被用来代替实心。两者都可以独立旋转。

慢慢旋转它们没有制造出所谓的发电机效应,这种效应被认为是产生磁场的原因。

莱斯罗普教授说:“只有在我们从外部加上小磁场的时候才能看到。但是在外部施加小磁场,我们得到了由电流引起的10个更大磁场的数量级。我们没有所谓的发电机而获得了更大的系数。现在我们打算使用全速。”

这些试验能让我们为可能发生的地球磁极反转做好准备吗?莱斯罗普说,要预测历经几千年的变化是很难的:“试验运行一秒,模拟了磁场演变的5000年。所以,我们的目标是用实验的数据来进行模拟预测,然后改进这些预测。”

莱斯罗普注意到,地球磁场的强度在过去170年中下降了近10%,所以反转进程或许已经开始了。幸运的是,这个改变很慢,不会影响我们的日常生活。

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