質問:
なぜ地球の磁極はその位置にある(そしてあった)のですか?
Pavel V.
2014-04-16 16:40:01 UTC
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これは、地球に磁極がある原因は何ですか?

地球には磁場があり、ダイナモによると、これは一種のフォローアップ質問です。理論私はその理由を大まかに理解しています。地球の自転が地球の磁場に影響を与える場合、極が回転面に直交するのも当然のようです。

しかし、私はまだいくつかのことを理解していません:

  • 磁極が地理的な極の近くに配置されているのに、正確には配置されていないのはなぜですか?

  • 時間の経過とともにドリフトするのはなぜですか?

  • 地球の磁場が時々極性を変えるのはなぜですか?

  • 極性の変化はあるサイクルに基づいていますか?それらは予測できますか?

3番目の質問は前の質問とは大幅に異なるので、個別に質問する必要があります。
@tohecz:質問分割。
サブ質問の2つのグループが非常に異なるという誤った仮定に基づいて質問を分割しました。今、私はそれらを再びマージしました。
ご迷惑をおかけしましたことをお詫び申し上げます。極性の変化は他の摂動よりも少し特別なものだという印象を受けました。
1 回答:
#1
+19
Joe Kington
2014-04-16 20:00:52 UTC
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実際には、3つの質問はすべて直接関連しています。

ご指摘のとおり、地球の磁場は、外核内の溶融導電性材料(おそらくほとんどが鉄)の流れによって生成されます。 (一般に信じられていることとは異なり、外核と海だけが液体です。地殻、マントル、内核はすべて固体です。固体は流れることができますが、せん断強度があります。液体にはせん断強度がありません。)

ただし、この流れは乱れています。

したがって、地球の磁場は2つの極を持つことで説明できますが、実際にはもっと複雑です。これの一部は地殻構造によるものです(つまり、火成岩の貫入岩を見つけたり、海洋地殻の進化を理解したりするために、地球物理学で通常使用する磁気異常)。しかし、地殻構造に起因する部分は急速に変化せず、非常に小さな領域にのみ影響を及ぼします。 「より長い波長」(つまり、より広い)の違いは、外核の流れの変化によるものです。

流れの中のすべての「渦」(つまり、任意の渦度)は、独自の磁場を生成します。これらの合計がグローバル磁場を生成するものです。表面では、磁場を生成する流れからかなり離れています。したがって、それは「滑らかになり」、これらの小さな摂動はあまり目立たなくなります。流れの大部分はほぼ地球の回転軸の周りにあるため、単一の磁気双極子にかなり近いように見えます。

これが最初と2番目の質問に対する答えです。

磁場これは、層流の単一の「流れ」の結果ではなく、はるかに複雑な乱流の合計です。したがって、それは回転軸と正確に一致せず、磁極の位置は人間のタイムスケールで変化します。

3番目の質問は別の質問に分割するため、回答を保留しますが、基本的に、流れは自己組織化する傾向があり、単一の双極子に近い強い磁場を生成します。次に、完全には明らかではない理由で、それは一時的に不安定になり(基本的に、互いにいくらか打ち消し合う複数の同じように強い極があります)、次に再安定します(時には反対方向に)。

「ポップサイエンス」スタイルの記事に興味がある場合は、しばらく前に、Glatzmaier(この分野で非常に有名な名前)によって書かれた非常に素晴らしいサイエンティフィックアメリカンの作品がありました。 )。残念ながら、Webバージョンには印刷バージョンの図がありませんが、ほとんどは Glatzmaier & Roberts、1995または同じ著者によるフォローアップ論文の1つからのものです。

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あなたは今あなたの答えを拡大することができます、私は2つの質問を1つ(これ)に再びマージしました。サブ質問4も追加しました。
「コンセンサス」理論ですが、ダイナモだけではありません。いくつかの例を挙げると、[地球のコアの熱電流が地球の磁場を生成する](https://m.scirp.org/papers/78851)と[660 kmでのグローバル結合が、プレートテクトニクスと地球の磁場](https://arxiv.org/abs/0709.1303)。後者は極性変化のメカニズムを提案している(この理論では、強度と極性は660kmの不連続性の上下のマグマの回転速度の差に依存する)。


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