科学家使用激光和钻石 探索地球磁场之谜

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【大纪元2016年06月02日讯】(大纪元记者张秉开编译报导)近日,美国卡内基科学研究所( Carnegie Institution for Science)的科学家对地磁之谜作以研究,尝试寻找揭开谜底的途径。

据联合新闻社(UPI)6月1日报导,地球自身有一个强大磁场,保护人类及其他生命不受太空射线的伤害。但是,科学家一直找不到地球磁场的来源。

卡内基科学研究所的科学家为了研究地磁成因之谜,在实验室用激光、钻石和铁设计一种地球核心的高温高压状态,之后测量铁物质在高温高压条件下的传导热量运动,来推测地磁的产生和维持原因。

科学家构想,地球的结构从外至内分三层,分别为地壳、地幔和地核。地球的较轻物质形成地壳和地幔,较重和密度较大物质形成地核。但是地核还可以分内外两层,地核内层为固体铁,外层为液体铁合金。

最新数据显示,地球磁场每10年减弱5%。因此,地球磁场翻转的发生可能会比预测的来的更早。(fotolia)
地球磁场及地球结构示意图(黑色为地核内层、黄色为地核外层、金黄色为地幔、最外层的深褐色为地壳)。地球磁场还有翻转现象——南北极调转。(fotolia)

关于研究地核与地磁关系的试验,卡内基研究所的一位研究员亚历山大·冈察洛夫(Alexander Goncharov)在新闻发布会上解释:“我们感觉,非常有必要直接测量在创建条件下的地核物质直接导热系数。原因当然是我们不可能到任何接近地核的地方去获得试验样本。”

研究人员使用激光加热金刚石压砧(Diamond Anvil Cell),得到温度极高和压力极大的试验条件,之后测定金刚石压砧中的铁物质热量传递情况。结果发现,铁可较慢速地传递热量。

汉朝(前202年-220年)失去的指南针(又名“司南”)模型。 (维基百科)
人类至少在古代中国的汉朝(前202年-220年)已经认识到地磁及使用地磁原理来制作定位方向的指南针(又名“司南”,图为模型)。 (维基百科)

因此科学家认为,该实验说明地球在它的形成初期就开始保持一种地磁发电机(geodynamo)的状态,即一种形成和维持地磁的状态。但科学家表示,试验尚不足以得出结论。

冈察洛夫说:“为了进一步理解地核热量传导,接下来我们将观察非铁物质的情况,因为非铁物质会随着铁进入地核,也起到影响热传导的作用。”

资料记载,人类至少在2000年前的古代中国,就已经知道地球有磁场,而且根据地磁方向的稳定性,制作名叫“司南”的指南针作为方向定位仪器。

而在现代科学中,英国天文学家吉尔伯特(William Gilbert)在1600年最早提出地球存在磁场以及相关理论。但科学家至今一直无法解释地球磁场产生的原因。

而且地球磁场的方向也不是一成不变,曾多次发生地磁南北极倒转或偏移,这种现象更是一种科学的难解之谜。

责任编辑:苏漾

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