Warum halten Geologen geschmolzenes Eisen im Magma nicht für die Quelle des Erdmagnetfelds?

Dynamo-Effekt:

Der Dynamoeffekt ist eine geophysikalische Theorie, die den Ursprung des Hauptmagnetfeldes der Erde in Form eines selbsterregenden (oder selbsterhaltenden) Dynamos erklärt. Bei diesem Dynamomechanismus bewegt eine Flüssigkeitsbewegung im äußeren Kern der Erde leitendes Material (flüssiges Eisen) über ein bereits vorhandenes, schwaches Magnetfeld und erzeugt einen elektrischen Strom. (Es wird angenommen, dass die Wärme des radioaktiven Zerfalls im Kern die Konvektionsbewegung induziert.) Der elektrische Strom wiederum erzeugt ein Magnetfeld, das auch mit der Flüssigkeitsbewegung interagiert, um ein sekundäres Magnetfeld zu erzeugen. Zusammen sind die beiden Felder stärker als das Original und liegen im Wesentlichen entlang der Rotationsachse der Erde.

Kursiv von mir.

Die Erde und die meisten Planeten im Sonnensystem sowie die Sonne und andere Sterne erzeugen alle Magnetfelder durch die Bewegung hochleitfähiger Flüssigkeiten. Das Feld der Erde entsteht in ihrem Kern. Dies ist eine Region von Eisenlegierungen, die sich auf etwa 3400 km erstreckt (der Radius der Erde beträgt 6370 km). Es ist in einen festen inneren Kern mit einem Radius von 1220 km und einen flüssigen äußeren Kern unterteilt.

Das flüssige Eisen kann, wie die andere Antwort besagt, kein permanentes Feld haben.

Es kann einen Mechanismus geben, durch den der feste Kern ein schwaches Magnetfeld haben kann. Damit das Dynamomodell funktioniert, ist ein anfängliches Magnetfeld erforderlich:

Bei einem Magnetfeld kann ein Dynamo es zum Wachsen bringen, aber es braucht ein "Saat" -Feld, um es in Gang zu bringen.

Für die Erde könnte dies ein äußeres Magnetfeld gewesen sein. Zu Beginn ihrer Geschichte durchlief die Sonne eine T-Tauri-Phase, in der der Sonnenwind ein um Größenordnungen größeres Magnetfeld gehabt hätte als der gegenwärtige Sonnenwind. Ein Großteil des Feldes könnte jedoch vom Erdmantel abgeschirmt worden sein.

Eine alternative Quelle sind Ströme in der Kern-Mantel-Grenze, die durch chemische Reaktionen oder Schwankungen der thermischen oder elektrischen Leitfähigkeit angetrieben werden. Solche Effekte können immer noch eine kleine Verzerrung liefern, die Teil der Randbedingungen für den Geodynamo sind.

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Die Bewegung der Flüssigkeit wird durch Konvektion aufrechterhalten, die Bewegung wird durch Auftrieb angetrieben. Die Temperatur steigt zum Erdmittelpunkt hin an, und die höhere Temperatur der Flüssigkeit weiter unten macht sie schwimmfähig. Dieser Auftrieb wird durch chemische Trennung verstärkt: Beim Abkühlen des Kerns verfestigt sich ein Teil des geschmolzenen Eisens und wird auf den inneren Kern plattiert. Dabei bleiben leichtere Bestandteile in der Flüssigkeit zurück, wodurch diese leichter wird. Dies wird als kompositorische Konvektion bezeichnet. Ein Coriolis-Effekt, der durch die Gesamtrotation der Planeten verursacht wird, neigt dazu, die Strömung in Rollen zu organisieren, die entlang der Nord-Süd-Polachse ausgerichtet sind.

Ein Schema, das die Beziehung zwischen der Bewegung einer leitenden Flüssigkeit, die durch die Coriolis-Kraft in Rollen organisiert ist, und dem durch die Bewegung erzeugten Magnetfeld veranschaulicht.

Das Dynamomodell ist immer noch Gegenstand der Forschung.

Vielleicht haben Sie die Frage falsch verstanden, oder sie wurde in der Prüfung schlecht formuliert. Vielleicht lag die Betonung auf Permanentmagnetismus?

Das Magma hat eine Temperatur zwischen 700 und 1300 Grad Celsius. Die Curie-Temperatur von Eisen liegt bei 770 Grad Celsius. Oberhalb dieser Temperatur verliert Eisen an Magnetismus. Beachten Sie, dass Eisen direkt über 770 °C noch fest ist, da der Schmelzpunkt bei etwa 1500 °C liegt.

Magma kann also fast nie magnetisch sein, weil es dafür einfach zu heiß ist. Übrigens, wenn es geschmolzen und dann wieder gefriert, erhält es normalerweise keinen Magnetismus zurück. Noch klarer ist die Situation für den Erdkern, dessen Temperatur etwa 6000 °C beträgt. Es kann keinen so heißen Magnetismus für Eisen und Nickel geben.

Geomagnetismus wird durch den Dynamoeffekt angetrieben, der eine Schleife von Magnetschleifen ist, die Ströme erzeugen und umgekehrt, die teilweise durch Radioaktivität aufrechterhalten wird.

Ich stimme der Antwort von Lubos Motl zu. Geologen betrachten in der Tat die magnetischen Eigenschaften von geschmolzenem Eisen, dh Paramagnetismus und Ferromagnetismus.

Eisen ist ein ferromagnetisches Material. Es hat einen höheren Magnetismus im Vergleich zu dia- oder paramagnetischem Material. Nun gibt es eine Temperatur, die Curie-Temperatur genannt wird, wenn ein ferromagnetisches Material in ein paramagnetisches Material übergeht. Die Curie-Temperatur für Eisen beträgt 1043 K. Der Erdkern hat eine Temperatur von 6000 °C. Eisen im Erdkern befindet sich eindeutig im paramagnetischen Zustand und ist nicht so magnetisch wie im ferromagnetischen Zustand. Nun ist für paramagnetisches Material die Suszeptibilität umgekehrt proportional zur Temperatur.

Denn wenn die Temperatur erhöht wird, gewinnen die atomaren Dipole etwas kinetische Energie. Dies neigt dazu, die Dipole zu desorientieren, und die magnetische Suszeptibilität nimmt mit steigender Temperatur ab.

Das Magnetfeld bleibt jedoch bestehen (0,25 bis 0,65 Gauss). Dies ist auf den Dynamoeffekt zurückzuführen, wie in der Antwort von Anna V erwähnt. Aus diesem Grund ist das Magnetfeld der Erde schwach.

Die Erde empfängt riesige Mengen an elektrischer Energie von der Sonne und reagiert auf diese Energie, indem sie Licht, Wärme, weitere elektrische Phänomene und so weiter erzeugt. Es ist ganz einfach, wenn man sich die Sonne als einen riesigen Transformator vorstellt, der irgendeine Art von Energie aus seiner Umgebung bezieht und an uns sendet.

Eisen wird durch den FUSSION-Prozess im Erdkern erzeugt und ausgestoßen, da es weniger dicht ist als der flüssige metallische Wasserstoffkern. Festes Eisen würde NIE bei der Temperatur des Kerns oder bei den Druckwerten des Erdkerns EXISTIEREN.

Es wurde die Hypothese aufgestellt, dass die Erde einen Eisenkern hat, nur weil er benötigt wurde, um den starken Magnetismus der Erde zu erklären. Jetzt, da wir erkennen, dass geschmolzenes Eisen nicht magnetisch ist, denke ich, dass die Zusammensetzung des Erdmittelpunkts so überarbeitet werden muss, dass Eisen möglicherweise nicht die Ursache des Magnetismus ist.

Die Electric Universe-Theorie, die viel Zugkraft gewinnt, würde darauf hindeuten, dass Plasma eine starke Quelle für Elektromagnetismus ist.

Das heißt, bis wir tatsächlich einen besseren Weg finden, den Mittelpunkt der Erde zu untersuchen, wird es eine harte Nuss zu knacken sein, aber ich sehe nicht, dass Eisen die magnetische Quelle der Erde ist