Verzeihen Sie mein begrenztes Wissen, aber das Magnetfeld der Erde wird durch die leitfähige Flüssigkeit im Kern erzeugt und organisiert sich nach bestem Wissen und Gewissen (was bedeutet, Ladungen zu trennen?). Bedeutet dies, dass der Kern als Ganzes elektrisch geladen ist?
Die physikalische Erklärung für die Entstehung des Erdmagnetfeldes ist, dass es hauptsächlich durch elektrische Ströme (Wanderladungen) im flüssigen äußeren Erdkern verursacht wird. Es wird angenommen, dass die Zusammensetzung des äußeren Kerns größtenteils aus Eisen besteht. Die Temperatur im Kern liegt über der Curie-Temperatur von Eisen, was bedeutet, dass das Magnetfeld des Kerns nicht durch Ferromagnetismus verursacht wird. Ein Kern aus flüssigem Eisen würde Elektrizität leiten, daher kann es im äußeren Kern zu einer geringen Trennung der elektrischen Ladung kommen. Die natürlichen elektrischen Felder, die wir an der Erdoberfläche beobachten, werden hauptsächlich durch atmosphärische Elektrizität und nicht durch den Geomagnetismus des Erdkerns verursacht.
Das Erdmagnetfeld und elektrische Wirbelströme im Kern verursachen eine Rückkopplung im System, die manchmal als "Geodynamo" bezeichnet wird. Die simultanen partiellen Differentialgleichungen, die den „Geodynamo“ beschreiben, sind sehr komplex, haben keine geschlossene Lösung und gehen an die Grenzen von Computersimulationen. Merrill et al. (1998) listeten zehn solcher Gleichungen auf, darunter die Maxwell-Gleichungen, die Navier-Stokes-Gleichung und Gleichungen, die das Gravitationspotential, den Wärmefluss und viele andere Parameter beschreiben. Jede Gleichung ist wiederum abhängig von den Randbedingungen und den gewählten Anfangsleitungen. Physiker können sich einen Einblick verschaffen, indem sie Lösungen für Sonderfälle der magnetischen Induktionsgleichung betrachten .
Ich empfehle Geowissenschaftlern und Physikern gleichermaßen das Buch North Pole, South Pole – von Gillian Turner als Einführung in die Geschichte und Bedeutung des Erdmagnetismus.
Sie brauchen keine getrennte elektrische Ladung, damit der Erdkern ein Magnetfeld erzeugt, und Sie brauchen nicht einmal einen Ferromagneten. Dieses Experiment simuliert die Magnetfelderzeugung durch Verwendung eines Modells des Kerns, der flüssiges Natrium enthält. Eigentlich bin ich mir nicht sicher, ob sie es schon zum Laufen gebracht haben, also sollte ich vielleicht eher simulieren als simulieren sagen .
Sie brauchen etwas, um das Feld in Gang zu bringen. Beim Natrium-Experiment ist es das Magnetfeld der Erde, das durch die Versuchsapparatur geht. Sobald jedoch die Bewegung in der Flüssigkeit begonnen hat, verstärkt sie das Feld und wird selbsttragend. Im Erdkern werden zufällige thermische Schwankungen im Magnetfeld verstärkt, um das Feld zu erzeugen, das wir derzeit haben.
Vor einiger Zeit habe ich versucht, die Mathematik durchzulesen, fand es aber außerhalb meiner Liga, also fürchte ich, dass ich Ihnen keine theoretische Begründung für das Obige geben kann. Vielleicht kann noch jemand was dazu sagen?
TMS
Milton die Katze