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科学家们刚刚发现了一个隐藏在地球深处的未知磁力源

科普小知识2022-03-06 21:41:06
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科学家们刚刚发现了一个隐藏在地球深处的未知磁力源

资料来源:johan63/iStock

一项新的研究揭示了一种未知的磁力来源,它位于地球极热且粘稠的地层深处。地球的一些地幔可能含有大量氧化铁(Fe2O3),而不是被磁力消磁,氧化铁具有足够的磁力。

一个由来自世界各地的科学家组成的研究小组提供了证据,证明赤铁矿即使在1000℃以下被挤压和加热时也能保持其磁性。

德国明斯特大学的矿物物理学家伊利亚·库彭科说:“这个关于地球地幔和西太平洋强磁场的新发现可以为所有地球磁场观测任务提供新的线索。”

在大多数情况下,巨大的磁力线会偏转潜在的有害辐射,这是液体铁芯旋转周期的结果。

这台发电机的效率就是为什么我们的星球有磁场,而火星没有。我们星球的核心仍在旋转,但我们的红色邻居却是冰冷而平静的。

这两颗行星的固体外壳含有矿物质,这些矿物质牢牢抓住了行星的发电机,从而产生了第二个磁源,我们可以从轨道上探测到。

尽管大量类似的矿物隐藏在脚下深处,但巨大的热量和压力造成的扭曲最终会抹去深度临界点以外的痕迹。至少在理论上。

然而,在极端条件下测试特定材料说起来容易做起来难。

随着地球磁极以不可预测的方式不断跳动,掌握地幔中潜在磁性物质的真实表现比以往任何时候都更重要。

为了应对深入研究赤铁矿的技术挑战,研究人员将穆斯堡尔光谱技术与钻石砧上的激光加热技术相结合。

这使得他们能够将赤铁矿样品加热到300至1300开尔文(26至1026摄氏度),同时将其挤压到90千兆帕斯卡的压力,大约是我们大气压力的90,000倍。

然后,伽马射线被用于分析组成样品的粒子的精确位置,使研究人员能够以足够的精度校准温度,以确定不同阶段之间的磁转变。

虽然这种矿物的磁性从长远来看确实消失了,但它们仍然可以探测到1200开尔文以下的磁性。

这仍然排除了大多数地幔的可能性,地幔的温度通常在1000到3000开尔文之间。但这是一个非常接近的机会,这意味着在地表以下数百公里的赤铁矿可能有磁性活动。

明斯特大学的矿物学家卡门·桑切斯-瓦莱说:“因此,我们可以证明地球的地幔并没有像我们想象的那样磁性地“消失”。这些发现可能证明与地球整个磁场相关的其他理论是正确的。

例如,这一发现可以帮助我们理解为什么磁场的密集区域漂移得比我们的模型能够解释的更快,从而提前更新我们用于全球导航的特定类型的地图。

西北太平洋俯冲板块中的赤铁矿可能会影响我们对磁运动的追踪。

拜占庭大学的地球化学家列昂尼德·杜布罗夫斯基说:“我们现在所知道的——在地球的地幔中有磁性有序物质——应该在未来对地球磁场和磁极运动的任何分析中加以考虑。”

去年,欧洲航天局的Swarm卫星探测到地球海洋中溶解的离子漩涡产生的弱磁信号。

虽然这种细微的影响可以忽略不计,但是我们非常依赖磁场来保护我们的表面免受极端太阳活动的影响。因此,理解我们头上的保护罩是非常重要的。

蝌蚪工作人员从科学警报,翻译李同信,转载必须授权