如果地球没有磁场,一切都会恢复原状 。如果地球失去磁场会发生什么 。假设地球本身是导体,地球会因为穿过磁场而感应出电流 。当这些电流在导体中运动时,就会产生磁场,这就是所谓的发电机机制 。地球相当于一块大磁铁,它的磁场是它生命力的保证 。没有它,地球就不会像现在这样生机勃勃,火星的出现可能就是地球的末日 。
如果地球的磁场消失,地球会怎么样?
地球相当于一个大磁体,地球磁场是地球上生机勃勃的保证,如果没有了地球磁场,地球就不会像现在这样富有生气,火星的样子也许就是地球的结局 。首先,地球的磁场是地球的第一道保护屏障,太空中大量的宇宙射线,对地球上的人类和各种生物都有严重的危害,是地球的磁场屏蔽了这些高能的射线 。同时太阳也在不停释放出带电粒子或者离子流,形成所谓的太阳风,冲击着太阳系中的每一个天体 。
太阳风向外高速的扩散,当到达地球附近时,有了地球磁场的保护,这些带电粒子流会发生偏转,避免了直接对地球的轰击 。只有在两极地区,射线才能到达地球地面,形成奇特的极光景象 。如果没有地球磁场保护,那么高能粒子流会直接轰击地球表面,造成地球上物种的绝灭,环境的恶化 。同时,如果没有地球磁场对太阳风防护,地球上也不会有适宜生物生存的大气环境,太阳风具有的这些高能粒子流会不断剥离地球的大气层 。
地球为什么会有磁场?
我们知道地球本身就像一块大磁铁,这个大指的是个头大,而不是磁场强度强 。地磁场本身是很弱的,大概是25-65微特斯拉,即1特斯拉的十万分之一 。作为比较,冰箱磁铁的典型数值是5毫特斯拉,即1特斯拉的千分之一量级 。太阳黑子的典型磁场强度是0.3特斯拉,核磁共振的磁场强度是1.5-3特斯拉 。物理实验中用的超导磁铁可以达到3-8特斯拉,之所以要用超导磁铁,是因为需要太强的电流才能产生这么强的磁场 。
如果是用正常导体的话,由于导体的电阻不是零,导线会因为产生太多的热量而熔化 。地球磁场的来源很复杂,细节很多,目前还没有最后定论 。根据我了解到的信息,大致讲一下这里的思路 。地磁场可以保护地球免受太阳风中带电粒子的撞击 。在太阳系的早期,地磁场很弱,而太阳风很强 。首先在太阳系诞生的早期,猛烈的太阳风会产生比现在强的多的磁场 。
地球在轨道上运动,会受到这些磁场的作用 。假设地球本身是个导体的话,地球就会因为穿过磁场而感生出电流,这些电流在导体中动起来,是会产生磁场的,这就是所谓发电机机制 。问题是地球为什么会是个导体?我们知道地球的半径是6370公里,其中铁合金存在的区域是最里面的3400公里 。地球的最中心是一个固态的铁核,半径有1220公里,温度高达6000开尔文,之外是个液态区域,液态区域的外面是地幔,温度是3800开尔文 。
由于地幔和地核之间巨大温差的存在,液态铁会在温度的驱动下产生对流,即热的液体上升往冷的地方浮,而冷的液体下降往地球中心沉 。同时地球本身还在自转,在科里奥利力的作用下,液态铁会旋转起来,形成环流 。这些环流就像螺线管上的电线,一旦电流在其中形成定向运动就会产生磁场 。为了维持地球的磁场,就必须维持液态铁中的电流,必须与电流的欧姆损耗抗衡 。
这里又是地核与地幔之间的温度差提供了驱动作用,从微观的角度说温差电效应会顺着温度的梯度建立温差电势 。现在维持地核与地幔之间的温度差就成了维持地磁场的关键 。首先地球的核心是热源,除了地核之外的物体下落到地核本身可以提供引力能外,地核还存在放射性元素,天然放射性为地核维持高温提供了主要的能源 。地球上的主要天然放射性同位素,半衰期基本上都是十亿年数量级 。
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