Dünya'nın manyetik alanı neden her milyon yılda bir "dönüyor"? Sebep veya nedenler ne olursa olsun, Dünya'nın dış çekirdeğinin sıvı demirinin akışı - akımları, yapısı, uzun vadeli döngüleri - neden, sonuç veya her ikisinden de biraz önemlidir.
Dünya sahasının - manyetik kutupları tanımlayan ana bileşeni, erimiş nikel-demirin dış çekirdeğe konveksiyonu ile üretilen bir dipoldür (iç çekirdek katıdır, bu nedenle rolü ikincildir; Dünya'nın çekirdeğinin iyi olduğunu unutmayın. Curie sıcaklığının üzerinde, bu nedenle demir ferromanyetik değildir).
Peki ya ince yapı? Dış çekirdek, örneğin Dünya'nın atmosferinin jet akışlarına eşdeğer mi? Japonya'da bir jeofizik ekibi tarafından yapılan son araştırmalar bu sorulara biraz ışık tutuyor ve bu nedenle manyetik kutup dönüşlerine neyin sebep olduğuna dair ipuçları var.
Görüntü hakkında: Bu görüntü, Dünya'nın sıvı demir dış çekirdeğinde asılı duran hayali bir parçacığın, jeodinamodaki koşullar değişse bile bölgelerde nasıl akma eğiliminde olduğunu göstermektedir. Renkler bu parçacığın deneyimlediği girdap veya “dönme miktarını” temsil eder, burada kırmızı pozitif (doğu-batı) akışı ve mavi ise negatif (batı-doğu) akışı belirtir. Soldan sağa, akışın kaldırma kuvveti kaynaklı akışla ilişkili artan Rayleigh sayılarına nasıl tepki verdiğini gösterir. Yukarıdan aşağıya, akışın tüm jeodinamo sisteminin artan açısal hızlarına nasıl tepki verdiğini gösterir.
Yerküreyi çevreleyen jet akımı rüzgarları ve gaz devlerinin (Jüpiter, Satürn, vb.) Atmosferinde bulunanlar bölgesel akışlara örnektir. “Bu bölgesel akışların ortak bir özelliği, türbülanslı sistemlerde kendiliğinden oluşmalarıdır. Dünyanın dış çekirdeğinin çalkantılı bir durumda olduğuna inanıldığından, dış çekirdeğin sıvı demirinde bölgesel akış olması mümkündür, ”diyor Kobe Üniversitesi ve meslektaşları, son Nature gazetelerinde Akira Kageyama. Ekip, batıya doğru çevrelenmiş iç tabaka benzeri radyal tüylerden oluşan ikincil bir akış paterni olan Dünya'nın dış çekirdeğinde daha ayrıntılı bir konveksiyon resmi oluşturmak için jeodynamoyu - Dünya'nın manyetik alanını oluşturan - modellenirken ikincil bir akış paterni buldu. silindirik bölgesel akış.
Bu çalışma, Japonya'da bulunan ve bu ikincil etkileri belirlemek için yeterli uzamsal çözünürlük sunan Earth Simulator süper bilgisayarı kullanılarak gerçekleştirildi. Kageyama ve ekibi, sayısal bir model kullanarak, bu çift konveksiyon yapısının kuzey ve güney kutuplarını üreten baskın konveksiyon ile birlikte var olabileceğini doğruladı; Bu, modellerinde kritik bir tutarlılık kontrolüdür, “Sayısal olarak böyle bir bölgesel akışa sahip çift konveksiyon yapısının güçlü, kendi ürettiği bir dipol manyetik alan altında kararlı olduğunu doğrularız” diyorlar.
Dış çekirdekteki bu tür bölgesel akış, daha önceki modellerde yeterli çözünürlük bulunmaması nedeniyle, daha önce jeodinamo modellerinde görülmemiştir. Bu bölgesel akışların Dünya'nın manyetik alanının tersine çevrilmesinde oynadığı rol, Kageyama ve ekibinin artık izlenebilecek sonuçlarının araştırdığı bir alan.
Kaynaklar: Fizik Dünyası, Nature'ın 11 Şubat 2010 sayısında yayınlanan bir makaleye dayanmaktadır. Earth Simulator ana sayfası
