探索地球磁场起源2
(7)发电机学说(1946-1947),认为是地球内部的导电液体在流动时产生稳恒的电流,由这电流产生地球磁场。
(8)旋转体效应学说(1947),是根据少数天体观测得到的经验规律,认为具有角动量的旋转物体都会产生磁矩,因而产生磁场。这一学说需要使用一无科学根据的常数,5年后又被提出这一学说的科学家根据精密的实验结果加以否定了。
(9)磁力线扭结学说(1950),认为在地球磁场磁力线的张力特性和地核的较差自转,会使原始微弱的地球磁场放大,由此产生地球磁场。
(10)霍尔效应学说(1954),认为在地球内部由于温度不均匀产生的温差电流和原始微弱磁场的同时使用下,会由霍尔效应产生霍尔电动势和霍尔电流,由此产生地球磁场。
(11)电磁感应学说(1956),认为由太阳的强烈磁活动通过带电粒子的太阳风到达地球后,会通过地球内部的电磁感应和整流作用产生地球内部的电流,由此产生地球磁场。在这些学说中,只有发电机学说(又称磁流体发电机学说)在观 测、实验和理论研究上得到较多的证认。
(12)自由电子旋转说(2006),是唯一由中国人王金甲先生,根据分子、原子学,结合地震波提供的地球深处高清图像提出的崭新学说。
地震产生的内部深层波动往往会在地核和地幔的接口上产生反射,反射波在传递到地表的过程中,如果碰到地下构造,就会发出微弱的信号。通过上千次地震得到的信号记录以及1000多次的地震观测,这支由MIT地球、大气与行星学系(EAPS)教授RobvanderHilst领导的地球学家和矿物学家组成的跨学科小组得到了中北美洲高清晰度深层地球结构图,从结构图看地球外核是等离子态。
我们知道物质是由分子原子组成的,原子由原子核和电子组成(见原子结构图)。
火山爆发使我们知道地球内部是一个高温世界。19世纪末,著名物理家居里在自己的实验室里发现磁石的一个物理特性,就是当磁石加热到一定温度时,原来的磁性就会消失。后来,人们把这个温度叫“居里点”。按照“居里点”的的结论地球内部不能有一个永磁体。
按照物理学研究的结果,高温、高压中的物质,其原子的核外电子会被加速而向外逃逸,所以地核在6000K的高温和360万个大气压的环境中会有大量的电子逃逸出来,在内核与地幔间会形成一个汽液态的充满自由电子的等离子体外核。
按照麦克斯韦的电磁理论,可以总结出这样一句话“电动生磁,磁动生电”。所以,要形成地球磁场必须有电子移动。我们知道,一个线圈通上直流电,那么线圈周围有一个直流电磁场(通上交流点,就是一个交流电磁场,变压器就是利用交变磁场来实现变压的。),这个磁场就是电子在线圈中环流移动的结果。
地球磁场,简言之是偶极型的,就象一个“螺线管”通直流电的直流电磁场。地球内部的高温、高压,使地球内核物质逸出电子而强金属化,不易流动,呈固态晶体。地球内核逸出的大量电子集中在相对内核压力较小、温度较低的液体外核层。外核层由于得到大量自由电子而呈非金属状的等离子态。大量的自由电子随地球自转,象电子在“螺线管”运动相仿,所以是拥有大量自由电子的等离子体外核随地球的自转而在宇宙空间建立了一个强大的地球磁场。磁鞘证明地球磁场只随地球公转而不随地球自转。
地球磁场方向符合电学“右手定则”理论。地球外核中的“电子”随地球自转产生了地球磁场。