Naukowcy od wielu lat zastanawiają się nad przyczynami ziemskiego pola magnetycznego. Odpowiedź na to pytanie otrzymałam całkiem niedawno. Okazało się, że do powstania pola magnetycznego niezbędne są określone warunki.
Niektóre hipotezy dotyczące pochodzenia pola magnetycznego Ziemi
W ostatnim stuleciu różni naukowcy wysunęli kilka założeń dotyczących formowania się pola magnetycznego Ziemi. Według jednego z nich pole pojawia się w wyniku obrotu planety wokół własnej osi.
Opiera się na ciekawym efekcie Barnetta-Einsteina, który polega na tym, że gdy dowolne ciało się obraca, powstaje pole magnetyczne. Atomy w tym efekcie mają swój własny moment magnetyczny, ponieważ obracają się wokół własnej osi. Tak wygląda pole magnetyczne Ziemi. Jednak ta hipoteza nie wytrzymała testów eksperymentalnych. Okazało się, że pole magnetyczne uzyskane w tak nietrywialny sposób jest kilka milionów razy słabsze od rzeczywistego.
Inna hipoteza opiera się na pojawieniu się pola magnetycznego w wyniku ruchu kołowego naładowanych cząstek (elektronów) na powierzchni planety. Okazało się również, że jest nie do utrzymania. Ruch elektronów może powodować pojawienie się bardzo słabego pola, ponadto ta hipoteza nie wyjaśnia odwrócenia pola magnetycznego Ziemi. Wiadomo, że północny biegun magnetyczny nie pokrywa się z geograficzną północą.
Wiatr słoneczny i prądy w płaszczu
Mechanizm powstawania pola magnetycznego Ziemi i innych planet Układu Słonecznego nie jest do końca poznany i na razie pozostaje dla naukowców zagadką. Niemniej jednak jedna z zaproponowanych hipotez dość dobrze wyjaśnia inwersję i wielkość indukcji pola rzeczywistego. Opiera się na pracy wewnętrznych prądów Ziemi i wiatru słonecznego.
W płaszczu, który składa się z substancji o bardzo dobrej przewodności, płyną prądy wewnętrzne Ziemi. Źródłem prądu jest jądro. Energia jest przekazywana z jądra na powierzchnię ziemi przez konwekcję. W ten sposób obserwuje się stały ruch materii w płaszczu, który tworzy pole magnetyczne zgodnie z dobrze znanym prawem ruchu naładowanych cząstek. Jeśli skojarzymy jego pojawienie się tylko z prądami wewnętrznymi, to okaże się, że wszystkie planety, których kierunek obrotu pokrywa się z kierunkiem obrotu Ziemi, muszą mieć identyczne pole magnetyczne. Tak jednak nie jest. Geograficzny biegun północny Jowisza pokrywa się z północnym biegunem magnetycznym.
W formowaniu pola magnetycznego Ziemi biorą udział nie tylko prądy wewnętrzne. Od dawna wiadomo, że reaguje na wiatr słoneczny, strumień wysokoenergetycznych cząstek emanujących ze Słońca w wyniku reakcji zachodzących na jego powierzchni.
Wiatr słoneczny jest ze swej natury prądem elektrycznym (ruch naładowanych cząstek). Unoszony przez obrót Ziemi, tworzy kołowy prąd, który prowadzi do pojawienia się ziemskiego pola magnetycznego.
