磁铁在450度时就消磁了,地核温度高达6千度,为何还有磁场?

魅力科学君 2020-08-24 22:57:56

虽然磁铁只能吸引少部分的金属,但是它的这种“隔空取物”的神奇本领也足够令人着迷,相信大家都没少玩过。假如你是一个磁铁的“资深玩家”,你就会发现如果把磁铁放上火上,那么磁铁被火烤一会就消磁了,在这种情况下,磁铁就吸引不了任何的金属,这是怎么回事呢?

答案就在磁铁的微观结构里,构成磁铁的每一个原子都有一个微小的磁场,这被称为“微磁”,在正常情况下,磁铁内部的绝大部分“微磁”都是沿着同一个方向整整齐齐地排列着,因此它们就可以叠加成一个较大的磁场,从而对外表现出磁性。

温度其实就是指物体内部微观粒子热运动的激烈程度,当我们把磁铁放在火上烤的时候,磁铁内部原子的热运动就会随着温度的升高而越来越激烈,“微磁”的方向也会跟着改变,当温度升高到一个临界值的时候,这些“微磁”就会变得非常混乱,这会导致它们的磁场相互抵消,从而不再对外表现出磁性。这个临界值被称为“居里温度”,根据测定,我们常见的磁铁(铁氧体磁铁)的“居里温度”为450度(摄氏度,下同)。

我们都知道,地球的核心也会像磁铁一样产生磁场,正是因为有了这个磁场的保护,我们赖以为生的大气层才不会遭到太阳风的破坏。然而科学家却告诉我们,地核的温度极高,可以达到6千度,这就有点奇怪了,磁铁在450度时就消磁了,地核温度高达6千度,为何还有磁场呢?

很明显,在高达6千度的温度下,所有的磁铁都会消磁,因此我们可以确定,地核并不是一块大磁铁,它的磁场肯定是由另外的机制产生的,那具体是什么机制呢?

在过去的日子里,科学家为了解释地球磁场的成因,提出了很多种假说,但随着人们对地核了解的深入,很多假说都被否定了,在剩下的为数不多的假说里,目前认同度较高的是“发电机假说”,下面我们就来了解一下。

地核占地球总质量的16%,半径约为3470公里(和火星差不多大),主要由铁、镍这两种元素构成,地核由外核、过渡层和内核三个层次组成,其中外核的物质因为高温高压而表现出类似液体的性质,而内核则因为更高的压力以固体的形式存在,在它们之间就是过渡层。

该理论假设地核在某一时刻拥有一个微弱的磁场,这被称为“种子磁场”,并认为在高温高压的环境下,外核中处于熔融状态的物质拥有绝佳的导电性能,可以将其视为一个巨大的“封闭线圈”。

该理论认为,由于外核是可以像液体一样流动的,因此这里的物质就会产生对流,与此同时,它们还会因为受到地球自转产生的“科里奥利力”而发生运动。我们先来简单了解一下什么是“科里奥利力”。

地球上的每个质点都会因为地球的自转而具备一个线速度,但不同质点的线速度却不相同,比如说距离地心越近的质点,其线速度就越慢。所谓的“科里奥利力”,就是描述的旋转体系中的某个质点的线速度,相对于整个旋转体系的线速度的偏移,这种“力”其实就是惯性的体现。

当外核中的物质由于上述原因在这个“种子磁场”中运动的时候,就会切割这个“种子磁场”的磁力线,从而产生感应电流,产生的电流会使“种子磁场”增强,而增强的磁场会反过来让外核中的感应电流增强,然后增强的电流又会让“种子磁场”进一步增强……

在这种正反馈机制的作用下,“种子磁场”就变得越来越强大,当它最终达到稳定状态的时候,就形成了现在的地球磁场。那么问题又来了,地核的这个“种子磁场”又是哪里来的呢?

研究者认为,地核温度高达6千度,并且承受着360万个大气压的巨大压力,在这种环境下,地核中的因为高温而产生的自由电子,就会具有向压力较低的地幔扩散的趋势,于是就产生了电荷(地核带正电荷、紧挨着地核的地幔带负电荷),这些电荷会随着外核的运动而形成电流,而“种子磁场”就是因此而产生。

除此之外还有一种可能,正如前面提到的,外核可以视为一个巨大的“封闭线圈”,因此当地球围绕太阳公转的时候,这个“封闭线圈”就可能会因为受到太阳磁场的影响而产生一定强度的感应电流,从而形成一个微弱的磁场。

需要说明的是,虽然上述观点可以较好地解释地球磁场的成因,但是目前并没有得到最终的证实,尽管如此,我们还是可以看到,之所以磁铁在450度时就消磁了,而地核温度高达6千度却还有磁场,其实是因为这两种磁场的产生机制完全不同。

好了,今天我们就先讲到这里,欢迎大家关注我们,我们下次再见`

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12 阅读:7245
评论列表
  • 2020-08-25 00:36

    世上还有一种磁叫做电磁。超高温岩浆流动摩擦产生电离子、电离子与地核的铁元素产生电磁场。

    没有暖气的北方屋里会结冰 回复:
    磁场都是电子运动产生的,包括永久磁铁
    还剩 回复:
    电磁炉
  • 2020-08-25 12:10

    不懂理科的,只会瞎逼逼。磁铁靠内部粒子,有规则运动,产生同一方向的磁性,高温之后,内部粒子有动能,冲破束缚,重新变成无规则运动,磁性就跟其他金属一样,乱了。地球的磁场,类似于电磁铁,不是物质本身的磁场。

  • 2020-08-25 20:48

    磁场只能吸铁,不能吸非金属类的东西,地球里面高温产生的是引力,如果是金属还是非金属,通通都可以吸引,这两种力是完全不一样的

    平平安安就是福 回复:
    地心肯定有未发现的物质!
  • 2020-08-25 00:42

    地磁场产生于地壳之中,在南北两极地区自转线速度最慢,地壳与地墁物质的揉擦作用小相对使温度更低,于是沿地抽形成一个地电的高导通柱,南极有陆地,低温轴柱会向地幔伸入更深,地幔中岩石在高温高压下作用下发生的晶格重组会释放出大流量的简并电子,这些地内电流会向地壳中释放,比如遇金属矿脉,更多的则是通过低温地轴的高导通柱释放出去,电的流动产生低频地磁辐射,即地磁场,当地磁场厚度足够覆盖整个星球时,即形成一个N极与一个S极的行星地磁场了。。

  • 2020-09-07 18:55

    地球产生的是可以作用几百万或者几亿公里的万物皆有的宇宙神奇引力,磁力是只能产生对铁的非常近距力作用的普通吸力,如果地球只是巨大磁体的磁力,地球上的动植物都飞走了,地球的吸力也作用不到遥远的月球上!

  • 2020-08-25 08:25

    两个磁不一样,一个是空间扭曲,一个是电磁力

    幸运 回复:
    空间扭曲,那是重力,好不?
  • 2020-08-28 00:46

    看懂了,就是奥利给发的电产生的磁场,奥,奥力给

  • 2020-08-24 23:56

    因为地核是死猪磁铁 不怕开水烫

  • 2020-08-27 19:40

    高温高压为什么不能形成磁场,前面说磁元破坏变的不规则,但高温高压运动的原子如果正符合磁元运动规则,能不能产生磁场呢!

  • 2020-09-11 19:35

    地球内部是空的,悬着一块大磁铁[呲牙笑]

  • 2020-08-25 02:28

    看成奥利给了[笑着哭]

  • 2020-08-25 06:57

    地球磁场和磁铁有关系?难道地球是巨大的磁铁?不然比较什么?

  • 2020-08-25 10:05

    种子磁场有可能是中子磁铁

  • 2020-08-25 19:10

    地磁不是电离子,正好和电离子相反,也不是跟铁有关或者作用于铁。简单跟你们解释,《质量效应》里提到过一种“电浆”武器,高度凝聚的“电浆”被激发以后,就会释放出脉冲束。地核里的电磁就是这种东西,里面压缩着无穷大的电浆,是我们这颗星球几十亿年积累,你能想象无穷数的电子被地核收集,最后压缩在地核中心变成了某种流体一样的东西,叫做电浆也没什么错[呲牙笑]。

  • 2020-08-26 20:00

    晕乎乎的

  • 2020-08-25 01:34

    磁流体了解一下

  • 那么,火星没磁场,这就说明他的内部没有流动的地核,木卫二有磁场,说明核内有流动的岩浆,既然有岩浆就可能会产生火山喷发,所以虽然表面温度极低,但不排除火山喷发处存在生命存在的可能。

  • 2020-08-25 08:10

    黑洞。太阳。都有磁场了[捂嘴巴]还地球

  • 2020-08-25 12:08

    磁场怎样才能小一点,让我每次多搬两块砖

  • 2020-08-28 17:50

    没有太明白。

  • 2020-09-01 14:41

    地核中心是什么小编进去看过吗?我说里面有外星人磁场发生装置,可以保障在恒星核心正常工作,不信?那你去把地核挖出来否定我呀

  • 2020-08-25 09:22

    无法解释,只能说万有引力,这个力不全是磁力

  • 2020-08-25 11:44

    一推就破的低质科普

  • 2020-08-25 13:44

    地球为什么会转?

  • 2020-09-17 10:52

    也许地球的引力只是高速运转产生的

  • Ayl
    2020-09-12 10:57

    傻子都知道地下水脉参与了协调[汗][汗]

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