Ako željezom izgubi svoj magnetizam pri visokim temperaturama, kako je Zemljina jezgra magnetski?

Anonim

Željezo gubi magnetizam kada se zagrijava na nekoliko stotina stupnjeva, ali jezgra Zemlje - koja proizvodi dovoljno snažno magnetsko polje da drži planet zajedno - izrađena je od željeza koje je tako vruće da je u tekućem stanju!

Zašto onda rastaljeno željezo u Zemljinoj jezgri proizvodi magnetsko polje?

Počnimo točno od dna ove cijele tajne.

Ferromagnetski materijali

Željezo je feromagnetski materijal. (Foto kredit: Pixabay)

Da bi jednostavnije objasnio feromagnetizam željeza, rekao bih da je željezo izrađeno od sitnih 'stvari' (atomske trenutke, točnije), atomi koji djeluju kao sitni magneti, jer svi imaju sjever i južne polove (kao i redoviti magneti).

Kad držite magnet blizu željeznog objekta, ovi sitni magneti koji se nalaze unutar "objekta se poravnaju ili se podudaraju. To je ono što čini taj objekt magnetski, a bilo koji objekt koji se tako ponaša u prisustvu vanjskog magnetskog polja naziva se feromagnetski materijal.

Međutim, kada zagrijavate feromagnetski materijal, poput željeza, stvari se počinju mijenjati.

Što se događa kada zagrijavate feromagnetski materijal?

Zemljina jezgra se sastoji od ogromnih količina željeza (Foto Credit: Naeblys / Shutterstock)

Dakle, očito je da željezo prestaje biti feromagnetski materijal iznad 770 stupnjeva Celzija. Međutim, također znamo da jezgra Zemlje sastoji od rastaljenog željeza, koje je tako nevjerojatno vruće (gotovo 6000 stupnjeva Celzijusa), što čini jezgru vrućom kao i površina samog sunca! Ne samo to, već i rastaljena željezna jezgra proizvodi vrlo snažno magnetsko polje, nešto što čini Zemlju za životni planet.

Ali nije li to sama proturječnost? Ako željezo gubi feromagnetska svojstva i prestane biti magnet na (relativno) nejasnoj temperaturi od 770 stupnjeva Celzijusa, kako onda Zemlja jezgra, koja je prvenstveno od željeza, proizvodi takvo snažno magnetsko polje?

Kako jezgra Zemlje proizvodi magnetsko polje?

Dinamo je uređaj koji pretvara mehaničku energiju u električnu energiju. Ako poznajete fizičke uvjete jezgre Zemlje, onda biste uopće mogli razumjeti teoriju dinamo.

Imajte na umu da je unutarnja jezgra čvrsta zbog visokotlačnih uvjeta. (Foto kredit: Kelvinsong / Wikimedija)

Zemljina jezgra ima dva segmenta: unutarnju i vanjsku jezgru. Vanjska jezgra je toliko vruća da postoji u tekućem stanju, ali unutarnja jezgra je čvrsta, zbog izuzetno visokih uvjeta tlaka (Izvor). Isto tako, vanjska jezgra stalno se kreće, zbog Zemljine rotacije i konvekcije.

Sada, gibanje tekućine u vanjskoj jezgri pokreće rastaljeno željezo (tj. Vodljivi materijal) preko već postojećeg, slabog magnetskog polja. Ovaj proces generira električnu struju (zbog magnetske indukcije). Ta električna struja, dakle, stvara magnetsko polje koje djeluje zajedno s pokretom tekućine da bi proizveo sekundarno magnetsko polje.

Sekundarno magnetsko polje pojačava početno magnetsko polje i proces postaje samoodrživ. Osim ako se kretanje tekućine u vanjskoj jezgri ne zaustavi, jezgra će i dalje proizvoditi magnetsko polje. To je upravo pretpostavka filma znanstvene fantastike 2003 The Core .

Da bi se to sve izgovorilo jednostavnim riječima, rastaljeno željezo koje se nalazi u jezgri ne proizvodi izravno magnetsko polje; naprotiv, stvara električnu struju koja zauzvrat proizvodi elektromagnetski učinak, koji u konačnici proizvodi snažno magnetsko polje Zemljine jezgre.