Kodėl Žemės magnetinis laukas „slenka“ maždaug kas milijoną metų? Nepriklausomai nuo priežasties ar priežasčių, skystos žemės išorinės šerdies geležies tekėjimo būdas - jos srovės, struktūra, ilgalaikiai ciklai - yra svarbios tiek kaip priežastis, tiek dėl pasekmių, tiek dėl šių priežasčių.
Pagrindinis Žemės lauko komponentas, apibrėžiantis magnetinius polius, yra dipolis, susidarantis išlydyto nikelio-geležies konvekcijos būdu išorinėje šerdyje (vidinė šerdis yra kieta, todėl jos vaidmuo yra antraeilis; atminkite, kad Žemės šerdis yra gerai virš Kurio temperatūros, todėl geležis nėra feromagnetinė).
Bet kaip su gražia struktūra? Ar išorinė šerdis yra lygi, pavyzdžiui, Žemės atmosferos srovės srautams? Naujausi Japonijos geofizikų komandos tyrimai šiek tiek paryškina šiuos klausimus ir užuomina apie tai, kas sukelia magnetinio poliaus pasisukimą.
Apie vaizdą: Šis paveikslėlis parodo, kaip įsivaizduojama dalelė, suspenduota skystoje geležies išorinėje Žemės šerdyje, yra linkusi tekėti zonomis, net kai geodinamo sąlygos yra skirtingos. Spalvos žymi sūkurį arba „sukimosi kiekį“, kurį patiria ši dalelė, kur raudona reiškia teigiamą (rytų-vakarų) srautą, o mėlyna - neigiamą (vakarų – rytų) srautą. Iš kairės į dešinę rodo, kaip srautas reaguoja į didėjantį Rayleigh skaičių, kuris susijęs su srautu, kurį lemia plūdrumas. Iš viršaus į apačią parodyta, kaip srautas reaguoja į didėjantį visos geodinaminės sistemos kampinius greičius.
Dyzelinių srautų pavyzdžiai yra reaktyvinio srauto vėjai, apskriejantys Žemės rutulį ir esantys dujų milžinų (Jupiterio, Saturno ir kt.) Atmosferoje. „Bendras šių zoninių srautų bruožas yra tas, kad jie savaime susidaro turbulentinėse sistemose. Kadangi manoma, kad išorinė Žemės šerdis yra neramioje būsenoje, gali būti, kad skystoje išorinės šerdies geležyje yra zoninis srautas “, - savo naujausiame„ Nature “pranešime teigia Abera Kageyama iš Kobės universiteto ir kolegos. Komanda nustatė antrinį srauto modelį, modeliuodama geodinamą, sukuriantį Žemės magnetinį lauką, kad sudarytų išsamesnį žemės išorinės šerdies konvekcijos vaizdą, antrinį srauto modelį, susidedantį iš vidinių lakštinio radialinio pluošto, apsupto vakarų kryptimi. cilindrinis zoninis srautas.
Šis darbas buvo atliktas naudojant superkompiuterį „Earth Simulator“, esantį Japonijoje, kuris pasiūlė pakankamą erdvinę skiriamąją gebą šiems antriniams efektams nustatyti. Kageyama ir jo komanda, naudodamiesi skaitmeniniu modeliu, taip pat patvirtino, kad ši dvigubos konvekcijos struktūra gali egzistuoti kartu su dominuojančia konvekcija, sukuriančia šiaurės ir pietų polius; Tai yra kritinis jų modelių nuoseklumo patikrinimas: „Skaitmeniškai patvirtiname, kad dvigubos konvekcijos struktūra esant tokiam zoniniam srautui yra stabili esant stipriam savaiminiam dipolio magnetiniam laukui“, - rašo jie.
Tokio išorinio šerdies zoninio srauto anksčiau nebuvo matyti geodinaminiuose modeliuose, daugiausia dėl to, kad ankstesniuose modeliuose trūko pakankamos skiriamosios gebos. Tai, kokį vaidmenį šie zoniniai srautai vaidina keičiant Žemės magnetinį lauką, yra viena tyrimų sričių, kurią Kageyama ir jo komandos rezultatai galės tęsti.
Šaltiniai: Fizikos pasaulis, pagrįstas 2010 m. Vasario 11 d. Žurnalo „Gamta“ straipsniu. „Earth Simulator“ pagrindinis puslapis
