科學家使用激光和鑽石 探索地球磁場之謎

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【大紀元2016年06月02日訊】(大紀元記者張秉開編譯報導)近日,美國卡內基科學研究所( Carnegie Institution for Science)的科學家對地磁之謎作以研究,嘗試尋找揭開謎底的途徑。

據聯合新聞社(UPI)6月1日報導,地球自身有一個強大磁場,保護人類及其他生命不受太空射線的傷害。但是,科學家一直找不到地球磁場的來源。

卡內基科學研究所的科學家為了研究地磁成因之謎,在實驗室用激光、鑽石和鐵設計一種地球核心的高溫高壓狀態,之後測量鐵物質在高溫高壓條件下的傳導熱量運動,來推測地磁的產生和維持原因。

科學家構想,地球的結構從外至內分三層,分別為地殼、地幔和地核。地球的較輕物質形成地殼和地幔,較重和密度較大物質形成地核。但是地核還可以分內外兩層,地核內層為固體鐵,外層為液體鐵合金。

最新數據顯示,地球磁場每10年減弱5%。因此,地球磁場翻轉的發生可能會比預測的來的更早。(fotolia)
地球磁場及地球結構示意圖(黑色為地核內層、黃色為地核外層、金黃色為地幔、最外層的深褐色為地殼)。地球磁場還有翻轉現象——南北極調轉。(fotolia)

關於研究地核與地磁關係的試驗,卡內基研究所的一位研究員亞歷山大·岡察洛夫(Alexander Goncharov)在新聞發布會上解釋:「我們感覺,非常有必要直接測量在創建條件下的地核物質直接導熱係數。原因當然是我們不可能到任何接近地核的地方去獲得試驗樣本。」

研究人員使用激光加熱金剛石壓砧(Diamond Anvil Cell),得到溫度極高和壓力極大的試驗條件,之後測定金剛石壓砧中的鐵物質熱量傳遞情況。結果發現,鐵可較慢速地傳遞熱量。

漢朝(前202年-220年)失去的指南針(又名「司南」)模型。 (維基百科)
人類至少在古代中國的漢朝(前202年-220年)已經認識到地磁及使用地磁原理來製作定位方向的指南針(又名「司南」,圖為模型)。 (維基百科)

因此科學家認為,該實驗說明地球在它的形成初期就開始保持一種地磁發電機(geodynamo)的狀態,即一種形成和維持地磁的狀態。但科學家表示,試驗尚不足以得出結論。

岡察洛夫說:「為了進一步理解地核熱量傳導,接下來我們將觀察非鐵物質的情況,因為非鐵物質會隨著鐵進入地核,也起到影響熱傳導的作用。」

資料記載,人類至少在2000年前的古代中國,就已經知道地球有磁場,而且根據地磁方向的穩定性,製作名叫「司南」的指南針作為方向定位儀器。

而在現代科學中,英國天文學家吉爾伯特(William Gilbert)在1600年最早提出地球存在磁場以及相關理論。但科學家至今一直無法解釋地球磁場產生的原因。

而且地球磁場的方向也不是一成不變,曾多次發生地磁南北極倒轉或偏移,這種現象更是一種科學的難解之謎。

責任編輯:蘇漾

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