Rambler's Top100 фл.семафором циклон

исполнить цепочку-на главную в кубрик-на 1 стр.
  • главная
  • астрономия
  • гидрометеорология
  • имена на карте
  • судомоделизм
  • навигация
  • устройство НК
  • памятники
  • морпесни
  • морпрактика
  • протокол
  • сокровищница
  • флаги
  • семафор
  • традиции
  • морвузы
  • моравиация
  • мороружие
  • словарик
  • кают-компания







  • Магнитная анизотропия внутреннего ядра Земли

    © Ерашов В.М.

     

     

            

              Если посмотреть на схематическое изображение магнитного поля Земли, то бросается в глаза аномально высокая густота магнитных силовых линий вдоль оси вращения Земли, проходящих через внутреннее ядро Земли, так изображают магнитное поле все авторы, без исключений. Следовательно, налицо высокая магнитная анизотропия внутреннего ядра Земли, его магнитная проницаемость гораздо выше магнитной проницаемости остальных частей Земли. В последние десятилетия была выявлена высокая анизотропия внутреннего ядра Земли при прохождении сейсмических волн. Вот как эту анизотропию описывает работа [1]:

     

    Анизотропия ядра

     

         А что если предположить, что магнитная анизотропия внутреннего ядра Земли и его сейсмическая анизотропия – две стороны одного и того же явления, магнитной анизотропии. Давайте посмотрим на  анизотропию магнитного поля  вблизи поверхности Земли (Рис. 2) и анизотропию сейсмических волн (Рис.3)

     

    Карта магнитного поля

                    Рис. 2

     

          Анизотропия скоростей

            Рис.3 (из работы [1]

     

             Бросается в глаза схожесть картин:

    1.      Напряженность магнитного поля возрастает от экватора к полюсам и скорость прохождения сейсмических волн  возрастает от экватора к полюсам.

    2.      Как правило, напряженность магнитного поля на одной и той же широте у континентов выше, чем у океанов и скорость сейсмических волн выше чаще всего в зоне континентов, чем в зоне океанов.

        Такое распределение подтверждает и Рис. 4:

     

    Литеральная анизотропия

    Рис. 4 (из работы [1])

       

         Далее анализируя все ту же работу [1] выделим:

    1.      Размерную анизотропию внутреннего ядра, размер вдоль магнитных силовых линий примерно на 1% больше, чем поперек.

    2.      Скорость прохождения сейсмических волн вдоль магнитных силовых линий или вдоль оси вращения Земли, что почти совпадает, на тот же 1% больше, чем поперек.

    3.      Второй по величине эффект сейсмической анизотропии внутреннего ядра – это литеральный эффект, который заключается в том, что скорость сейсмических волн под континентами  чуть выше, чем под океанами.

         Все эти эффекты хорошо объясняются с позиций магнитной анизотропии. На данный момент наука о строении Земли имеет следующие представления: Земля состоит из твердой коры и океанов, глубже располагается мантия, которая состоит как из твердой фазы так и жидкой. На твердую фазу мантии указывают землетрясения, фокус залегания которых часто располагается на глубине 600-800 км. На жидкую фазу мантии указывают вулканы, которые извергают жидкую лаву. Ниже мантии располагается жидкое внешнее ядро, твердая фаза в котором скорее всего отсутствует, в нем анизотропии присущей твердым телам не выявлено, выявлены слабые признаки конвективной анизотропии, присущей жидкостям. Внешнее ядро не пропускает поперечные сейсмические волны, что тоже говорит о его жидком состоянии.  Ниже внешнего ядра находится внутреннее ядро. Сейчас у ученых есть все основания считать, что это ядро твердое, на это в первую очередь указывают его анизотропные сейсмические свойства.

         В земных условиях магнитная анизотропия кристаллов широко распространена, она, прежде всего, заключается в том, что размеры и свойства кристаллов в продольном и поперечном направлении магнитного поля различны, величина их зависит от состава и строения кристаллов, в ферромагнетиков еще и от точки Кюри. Принято считать, что ферромагнетик состоит из доменов, которые обладают сильным внутренним магнитным полем. При отсутствии внешнего магнитного поля домены ориентированы хаотично, материал не магнитен и не анизотропен, но стоит приложить определенное внешнее магнитное поле, как границы доменов начинают смещаться, все домены стараются определенным образом ориентироваться по магнитному полю, материал приобретает сильное внутреннее магнитное поле и магнитную анизотропию. Температура за счет температурных расширений меняет расстояния между атомами и способна разрушить магнитную анизотропию, так как  ферромагнитные свойства веществ определяются наличием внутренних не спаренных электронов и заданным интервалом расстояния между  магнитными атомами. Очень далекие расстояния разрушают магнитную структуру и очень близкие расстояния разрушают магнитную структуру, нужен оптимум. Следует отметить, что образование электронных связей между атомами происходит тоже по принципу оптимальных расстояний. В общем виде зависимость длины электронной связи и ее энергии имеет следующий вид:

     

    Энергия и длина связи

        

         В этом плане прослеживается  схожесть аналогий образования электронных и магнитных связей, через оптимальные расстояния между атомами. В центе Земли существуют весьма высокие температуры порядка 1000-3000 тысяч градусов, если говорить о Кельвинах, то температуре на поверхности Земли и внутри Земли отличается в десяток раз, на поверхности 273-300 К, внутри 2730-3000 К. Давление же на поверхности Земли и внутри Земли может отличаться в 12,5 миллионов раз, на поверхности одна атмосфера, внутри до 12,5 миллионов атмосфер. В этом плане давление внутри Земли  на строение веществ оказывает гораздо более сильное влияние, чем температура. По этой причине, вероятнее всего, в твердом внутреннем ядре произошло такое сближение атомов, что оптимальные расстояния возникли для образования электронных связей не с ближайшими соседними атомами, а как бы через ряд (см. схему):

     

    Электронные взаимодействие в ядре Земли

     

         Такая схема может качественно объяснить, почему внешнее ядро абсолютно жидкое, а внутреннее, где давление продолжает расти, содержит твердую фазу. Но по такому же принципу возможно и восстановление магнитного взаимодействия во внутреннем ядре, за счет которого внутреннее ядро и приобретает магнитную анизотропию, напрочь отсутствующую во внешнем ядре. По нашему варианту внутреннее ядро может состоять как их монокристалла железа  с плотной гранецентрической  решеткой или объемноцентрической решеткой, так и из доменов аналогичной структуры.

         По нашей теории для объяснения всех накопившихся фактов анизотропии внутреннего ядра не нужно ни каких-то сверх естественных свойств вещества, достаточно проэкстраполировать  известные при нормальных привычных условиях на условия сверхвысоких давлений с учетом особенностей свойств микромира.

                                    

     

    Первоисточники

     

    1.      В.В.Кузнецов «Анизотропия свойств внутреннего ядра Земли»

    2.      В.М.Ерашов «Геомагнетизм и климат»

                                     

     

    15.04.2015г.

     

    Примечание "Кубрика": Автор представил статью на сайт 16 апреля 2015 года. Опубликована на сайте 16 апреля 2015 года.

     









    Rambler's Top100 Рейтинг@Mail.ru