Wie würde sich das Magnetfeld der Erde ändern, wenn der äußere Kern fest wäre?

Eine weithin akzeptierte Theorie darüber, wie das Magnetfeld der Erde erzeugt wird, ist die Dynamo-Theorie . Die Dynamo-Theorie beschreibt, wie geschmolzene Magma-Konvektionsströme, die Metall enthalten, lokal durch Coriolis-Kräfte in die gleiche Richtung gedreht werden, wodurch ein Magnetfeld erzeugt wird.

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Wenn der äußere Kern der Erde fest wäre, würde dieser Effekt verschwinden. Die Metalle im Inneren würden sich jedoch aufgrund der Erdrotation immer noch bewegen (wenn auch alle zusammen). Würde die Erde immer noch ein Magnetfeld erzeugen? Wenn ja, wie würde es im Vergleich zu unserem aktuellen Feld aussehen? Würde es immer noch helfen, die Atmosphäre vor geladenen Teilchen zu schützen?

Sehr coole Frage! Es gibt bisher zwei unkommentierte Abstimmungen zum Abschluss, bei denen es möglicherweise um Aktualität geht. Ich denke, dass dies die Art von Frage ist, die hier in Astronomy SE sowie in Earth Science SE und Physics SE gleichzeitig zum Thema sein kann , da es für die Planetenwissenschaft wichtig ist zu verstehen, warum der geschmolzene Kern der Erde ein Magnetfeld erzeugt, aber wie tragbar Generator macht elektrische Energie ohne Permanentmagnete noch einen geschmolzenen Kern ist eine raffinierte Physikfrage.
@uhoh Wenn es geschlossen wird, werde ich vielleicht versuchen, es mit anderen Begriffen erneut zu posten. Ich habe nie einen Elektromagnetkurs belegt und bin sehr neugierig auf diese Prozesse.
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Das ist eindeutig Astronomie UND Geowissenschaften. Das kann manchmal passieren. Astronomen interessieren sich sehr dafür, was einem Planeten ein Magnetfeld verleiht. Ich denke auch, dass es ein Bereich ist, der noch untersucht wird. Einerseits erzeugt der flüssige Kern und die Bewegung des heißen Plasmatemperatur-Eisens im äußeren Kern das Feld. Ich habe auch gehört, dass argumentiert wird, dass der Mond eine Schlüsselrolle spielt und die Erdkruste sich langsamer dreht als ihr innerer Kern, was eine Art Widerstand erzeugt. Die Erde könnte wegen des Mondes ihr Magnetfeld für lange Zeit aufrechterhalten - aber ich glaube nicht, dass irgendjemand es wirklich weiß.
Um einen Teil Ihrer Frage zu beantworten, besagt diese Antwort, dass der Fluss komplex sein muss, sodass ein sich nur drehender fester Kern wahrscheinlich kein Magnetfeld erzeugen würde. Es würde, wenn es aufgeladen wäre, aber wenn es fest wäre, glaube ich nicht, dass es eine Ladung von Bedeutung haben würde. Wenn es fließt, kann es vorübergehende Ladungen aufrechterhalten und gewissermaßen mit sich selbst interagieren, die elektrische Ladung erzeugt Magnetismus, der Magnetismus leitet die elektrische Ladung, es wird durch die Turbulenzen selbst aufrechterhalten. physical.aps.org/story/v19/st3 Aber ich bin etwas überfordert, um dies in eine Antwort umzuwandeln.
@userLTK Deine Antwort macht für mich Sinn, weshalb ich die Frage gestellt habe. Die Frage, die ich fast gestellt hätte, war: "Warum hat der Asteroid 16 Psyche eine Magnetosphäre?" agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/2017GL073980 . Ich verstehe diese Prozesse nicht wirklich und konnte in Forschungsarbeiten keine klare Erklärung finden.
Ich habe mir die Freiheit genommen, im Titel und in der Frage „Inneres“ durch „Äußerer Kern“ zu ersetzen, da der innerste Teil der Erde, der innere Kern, fest ist .
@planetmaker Ich bin anderer Meinung! "... die Metalle im Inneren würden sich immer noch bewegen ..." Eine gute Antwort muss ansprechen, warum ein rotierender Metallkörper ein Feld erzeugt und ein anderer nicht und ein dritter (in meinem Kommentar erwähnt) dies tut. Eine schwache Antwort könnte all dies ignorieren und nur Restfelder in der Kruste schätzen und das zentrale Problem vollständig ignorieren.

Antworten (1)

Wir haben einen ausgezeichneten Hinweis darauf, was mit dem Magnetfeld der Erde passieren würde, wenn sie einen festen Kern hätte: Wir können uns die Magnetosphäre der Venus ansehen. Sein inneres Magnetfeld wird von der remanenten Krustenmagnetisierung und sein äußeres Magnetfeld von den induzierten Strömen und ihrem Magnetfeld in der Ionosphäre dominiert. Dem Magnetfeld fehlt aufgrund der sehr langsamen Rotation der Venus (obwohl sie auch eine ähnliche innere Struktur wie die Erde hat) meistens ein Dynamoteil.

Folglich würde die Magnetosphäre der Erde erheblich schrumpfen, wenn sie nur wenig Rotation und/oder keinen flüssigen äußeren Kern hätte. Wenn nur ein fester Kern übrig bleibt, wäre er auch nur in der Lage, eine kleine remanente Magnetisierung zu erzeugen, die normalerweise VIEL geringer ist als jeder Selbstrückkopplungsdynamo wie Erde, Jupiter, Sonne usw. produzieren kann. Die Erosion der oberen Atmosphäre wäre viel stärker und wir könnten Polarlichter kontinuierlich und sogar in niedrigen Breiten genießen, da wir beträchtliche magnetische Feldstärke verlieren würden, insbesondere des Dipolmoments.

+1 Dies ist eine ziemlich gute Antwort, aber ich denke, es wäre noch besser mit einigen Schätzungen der Magnetfeldstärke für den festen und flüssigen äußeren Kern und einer Erklärung, wie sie berechnet werden und welche Physik dahinter steckt. Zum Beispiel kann ich Ihrer Antwort nicht entnehmen, ob eine langsam rotierende feste Erde ein schwächeres Magnetfeld erzeugen würde als eine schneller rotierende feste Erde.
Die Erklärung planetarer Dynamos ist sicherlich interessant, aber meiner Meinung nach eher eine separate Frage
Das magnetische Moment eines rotierenden Magneten – und nichts anderes wäre eine feste Erde – ist das gleiche wie bei einem nicht rotierenden. Das können Sie mit Spielzeugmagneten auf Ihrem Tisch ausprobieren. Kein Dynamo, keine Abhängigkeit des magnetischen Moments von der Rotation.
Wie würde sich das Magnetfeld der Erde ändern, wenn der äußere Kern fest wäre?
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