Warum verhält sich die Erde wie ein natürlicher Stabmagnet?

Das Magnetfeld der Erde entsteht durch Wirbelströme in den flüssigen Teilen des Planeteninneren. Wir glauben, dass das Feld nicht auf einen Permanentmagneten zurückzuführen ist, weil: (1) seine Richtung und Stärke sich im Laufe der Zeit ändern und (2) das Innere des Planeten heißer ist als die Curie-Temperatur seiner Elemente, und daher würde ein Permanentmagnet diese nicht beibehalten Magnetismus. Es reicht jedoch nicht aus zu sagen, dass das Feld auf Wirbelströme zurückzuführen ist. Das einfache Herumwirbeln einer leitfähigen Flüssigkeit erzeugt kein Magnetfeld. Es muss eine elektrische Stromquelle geben, damit der ganze Prozess funktioniert, und wir wissen nicht, was diese Quelle ist. Es wurden mehrere Möglichkeiten vorgeschlagen. Beispiele umfassen: (1) Gravitationsgetrennte Elemente erzeugen eine Spannungsdifferenz, wie in einer Batterie; (2) Gravitationsgetrennte Elemente in Kombination mit dem Temperaturunterschied zwischen Erdkern und Erdmantel erzeugen einen Thermoelementübergang, der Spannung und damit Strom erzeugt; und (3) Fließende Elektronen, die durch Beta-Zerfall von radioaktivem Material im Kern erzeugt werden. Keine dieser Erklärungen wird jedoch als bewiesen akzeptiert, und einige gelten als höchst unwahrscheinlich. Die Quelle des elektrischen Stroms bleibt also ein Rätsel.

Wenn wir sagen, dass sich das Feld der Erde "wie ein Stabmagnet" verhält, meinen wir ein annähernd dipolares Feld. Es stimmt also, dass ein Geodynamo das Feld antreibt (siehe diese Wikipedia-Seite), müssen wir noch etwas sagen. Erstens organisiert die Rotation der Erde die Strömung und neigt dazu, sie mit der Rotationsachse auszurichten. Zweitens sieht das Magnetfeld einer endlichen Quelle immer mehr wie ein Dipol aus, je weiter wir uns davon entfernen; Bei einer Multipolentwicklung fällt der Term umso schneller ab, je höher die Ordnung ist. Die Erdoberfläche hat einen Radius, der ungefähr doppelt so groß ist wie der Radius an der Kern-Mantel-Grenze, genug Abstand für eine wesentliche Reduzierung der Nicht-Dipol-Beiträge (siehe Merrill und McElhinny, „The Magnetic Field of the Earth: Paleomagnetism, the Core, and the Deep Mantle", Academic Press 1998, Kapitel 2). Schließlich könnte das Magnetfeld im Kern eine große toroidale Komponente haben, aber wir wissen wenig über seine Stärke, da toroidale Komponenten die Kern-Mantel-Grenze nicht passieren (Merrill &

Die Erde verhält sich wie ein Magnet, weil der geschmolzene Eisenkern der Erde mit der Bewegung der Elektronen auf der Oberfläche des Planeten interagiert. Verwenden Sie einen Kompass, um die Richtung der magnetischen Nord- und Südpole zu bestimmen.

Die Erde verhält sich also wie ein Magnet