为什么地球的磁极(,)在他们的职位?

Question

这是一种一个后续问题什么导致了地球磁极吗?

地球磁场,根据发电机理论我大致理解为什么。如果地球自转影响地球磁场,它似乎也自然波兰人将正交的平面旋转。

但我还是不明白一些事情:

• 为什么磁极位置附近,但不完全是,地理极点?

• 为什么他们随时间漂移?

• 为什么有时地球的磁场极性变化?

• 极性的改变是基于一些周期吗?可以预测吗?

Answer 1

实际上,所有的三个问题是直接相关的。

正如你所说,地球的磁场是由熔融流动导电材料(可能主要是铁)外核。(与流行的看法相反,只有液体外核和海洋。地壳、地幔和核心都是固体。固体可以流动,但他们有一个抗剪强度。液体没有剪切强度)。

然而,这是湍流流动。

因此,地球的磁场可以描述通过两极,但在现实中,它是更复杂的。这是由于地壳结构的一部分(即我们通常工作在地球物理学的磁异常,说,找到一个火成岩侵入或理解海洋地壳的演化)。然而,由于地壳结构的部分不会改变迅速,只影响一个很小的区域。“长波长”(即广泛)差异是由于外核的流动的变化。

每个“艾迪”(即任何涡度)流中产生自己的磁场。这是生产的和全球的磁场。在表面上,我们明显的距离流产生磁场。因此,它被“平滑”,这些小扰动不太明显。它看起来相当接近一个磁偶极子,因为大量的流大约是在地球的转动轴。

这是你的第一个和第二个问题的答案。

磁场并不是一个“当前”的结果层流,而是更复杂的湍流的总和。因此,它不完全匹配的转动轴,和磁极的位置变化对人类时间尺度。

我将暂缓回答第三个问题,当你把它到一个单独的问题,但基本上,流动倾向于自组织,产生的强磁场接近一个偶极子。原因不清楚,它偶然地破坏(基本上,你有多个同样强大的波兰人,有些彼此抵消),然后re-stabilizes(有时相反的方向)。

如果你感兴趣的一个“pop-sci”风格那样,有一个很好《科学美国人》片在这一段时间重新写的Glatzmaier(该领域的一个非常大的名字)。不幸的是,web版本丢失的数据的打印版本,但是它们大多来自Glatzmaier &罗伯茨,1995或后续论文的作者之一。