在地球磁极上的核爆炸会暂时破坏/削弱地球磁场吗?

Question

假设“沙皇炸弹”直接在地球磁极之一的地面上被引爆，爆炸产生的核电磁脉冲会对地球磁场的强度产生任何瞬间的影响吗?

如果核电磁脉冲不能破坏/削弱地球磁场，它是否仍然强大到足以暂时激活地球磁场?这种强大的电磁放电是否会烧毁地球周围的任何敏感电子设备和/或近地轨道上的卫星?

Answer 1

这里潜藏着几个不同的问题。

• 不，它不会对地球磁场产生任何持久的影响。磁场不是在地表、两极或其他地方产生的。

• 是的，它会产生电磁脉冲，这可能会对未屏蔽的电子产品造成伤害，至少在视线范围内是这样。

• 是的，这个电磁脉冲肯定会在很短的时间内造成局部磁效应，人们可以认为这构成了自然磁场的变化。

• 我不确定是否有任何理由认为地球磁场可以帮助这些效应传播到视线之外——我认为这是你真正要问的问题。也许物理学家可以插话……

Answer 2

“暂时激活地球磁场”…嗯。

核爆炸有两种影响，人们可以将其与磁场的主题联系起来:

1. 电磁脉冲，很快的。像任何电磁信号一样，它只是遵循麦克斯韦方程的波解(在空气中是非常线性的，所以振幅并不重要)，这意味着它以光速传播，远远领先于压力和电离效应。低频部分将部分反射到电离层，你可能会得到一些哨声模式的消散。这对核弹来说并不特别(闪电瞬变也会发生这种情况)，而且它完全不受地球静电磁场的影响。是的，电磁脉冲本身也有磁性成分，但这是短暂的，实际上没有那么强;只是因为这是一个充满活力的领域电脉冲会破坏电子元件。(在磁场方面，太阳耀斑对地球造成的干扰要弱得多。)
2. 电离作用。核弹通过加热和辐射将大量空气转化为等离子体。在等离子体中，你不再有单独的气体和电磁场的动力学，但它们在磁流体动力学中是联系在一起的。然而，没有多少空气被加热得如此之高^__在高密度的表面水平，你实际上会有很长一段时间的导电性，重组会迅速去除大部分离子。只有高电压才能维持电流(从而影响磁场)，这也是闪电中发生的情况，但这也是短暂的。

所以，不，我不认为这里有什么有趣的。

值得注意的是，沙皇炸弹实际上是在北纬74°的高纬度爆炸的。那时，磁极本身仅在北纬75°(尽管在西半球，所以爆炸实际上并不是很高磁纬度)。

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^__ _{在火球中产生大部分初始加热的是硬辐射，这是因为它与空气发生了强烈的相互作用，但这也意味着它不会到达很远的地方。通过空气到达的组件可以立即烧毁数英里外的表面，但它们不会产生太多热量空气它们穿过。只有机械激波(即声激波)会再次引起加热，但这是短暂的。}