W komentarzach do poprzedniej 'notki na szybko o Golfstromie' SNAFU poruszył problem południowoatlantyckiej anomalii magnetycznej. Więc znów 'na szybko' opowiem jak wyobrażam sobie Geodynamo i te anomalie. Przepraszam za obsuwy redakcyjne, ale procesor tekstu na salonowym serwerze robi co chce, nie mam czasem dla niego zdrowia.
Na początek musimy wrócić do przekroju równikowego Ziemi, który już pokazywałem. Przepraszam, jeśli nudzę, ale mamy jedną Ziemię a ja mam tylko te kilka rysunków z moich artykułów, które siłą rzeczy się powtarzają.
Jak pokazuje poniższy rysunek, na skutek różnic gęstości między jądrem wewnętrznym i zewnętrznym wewnątrz Ziemi powstają podczas rotacji strefy podwyższonego i obniżonego ciśnienia. Na powierzchni manifestacją tego są 'nierówności' powierzchni skorupy ziemskiej tzw. GOCE-Kartofel. Drugim ważnym efektem hydrodynamicznym tych różnic ciśnienia są pływy gorącego jądra zewnętrznego dążące do wyrównania tych różnic ciśnień. Zasada dość prosta nie wymagająca wielkich objaśnień. Główny pływ jądra zewnętrznego pokazuje na tym rysunku strzałka (3). Dzisiejsza oś magnetyczna jest przesunięta ok 450 km w kierunku 140ºE, z czego możemy wnosić, że na poniższym rysunku nie byłem daleki od prawdy (150E - dryf x 20lat), chociaż rysunek dotyczył tektoniki płyt. Oczywiście wartość 450 km dotyczy przesunięcia osi magnetycznej związanego z asymetrią pływu, a nie przesunięcia samego jądra wewnętrznego.
Żeby dostrzec inne aspekty tych pływów jądra zewnętrznego musimy spojrzeć na wnętrze Ziemi z boku, czyli na przekrój południkowy. Główny pływ (na poniższym rysunku (2)) jądra zewnętrznego stanowi ten podstawowy 'zwój prądu' dynama ziemskiego. Poprzedni rysunek pokazywał, że wysunięcie równikowe osi magnetycznej z centrum Ziemi jest skutkiem wysunięcia równikowego jądra wewnętrznego. Na przekroju południkowym widzimy, że nachylenie pływu (2), a tym samym i równika magnetycznego do płaszczyzny równika rotacyjnego jest skutkiem wysunięcia jądra wewnętrznego w kierunku północnym. Wartość stacjonarna i kierunek (północ czy południe) tego przesunięcia z płaszczyzny równika zależy od dwóch parametrów.
- od nachylenia osi rotacji do ekliptyki
- od odległości kątowej punktu równonocy od perihelium
Wartość tego przesunięcia jest zatem efektem bilansu rocznego (całkowania) składowej poosiowej (względem osi rotacji Ziemi) orbitalnej siły odśrodkowej działającej na jądro wewnętrzne.
Asymetria kulistych składników układu wnętrza Ziemi powoduje, że w naszych czasach pływ jądra zewnętrznego od strony Nowej Gwinei jest po pierwsze szybszy niż po stronie przeciwnej, czyli Ameryki Południowej, z drugiej zaś strony większe ciśnienia pod Gwineą powodują większe zawirowania (4) niż pod Ameryką Południową. Zawirowania (4) są widoczne na powierzchni Ziemi w postaci silnych, dryfujących anomalii magnetycznych. (Patrz: Link do obrazka na końcu notki)
Z powyższych wywodów wynika, że powodem południowoatlantyckiej anomalii jest po pierwsze przesunięcie samej osi magnetycznej Ziemi w kierunku Nowej Gwinei, a po drugie duża asymetria elektrodynamiczna pływu jądra zewnętrznego, który to pływ jest swoistym 'uzwojeniem' tego magnesu Ziemi. Zwoje pod południowym Atlantykiem są trochę 'luźno nawinięte', stąd i pole magnetyczne, które tam jest dużo słabsze niż po przeciwnej stronie Ziemi, pozwala schodzić pasom radiacji dużo niżej.
Pole Magnetyczne Ziemi
Oddzielnym problemem samowzbudnego dynama Ziemi jest sam mechanizm wzbudzenia, bez którego wszystkie powyższe wywody tracą sens, gdyż same ruchy i pływy tego gorącego i nawet zjonizowanego jądra zewnętrznego Ziemi prądem jeszcze nie są i efektu magnetycznego nie dają. Potrzebny jest jeszcze jeden element. Ale nie wiem czy to 'się nada' na Salon.
Pozdrawiam
Ciekawy (i szukający) odpowiedzi na pytania odsuwane w kolektywną podświadomość fizyków zawodowych.
Nowości od blogera
Inne tematy w dziale Technologie
