Địa từ tràng khởi nguyên
Địa cầu vật lý học đích cơ bổn vấn đề
Địa từ tràng khởi nguyên thịĐịa cầu vật lý họcĐích cơ bổn vấn đề chi nhất. Tự 1600 niên anh quốc đích cát bá (W.Gilbert) đề xuất “Địa cầu thị nhất cá cự đại đích từ thạch” khai thủy, hữu quan địa từ tràng khởi nguyên đích thôi trắc dĩ hữu cận 400 niên đích lịch sử, đãn nhưng vị hoạch đắc viên mãn giải quyết.
- Trung văn danh
- Địa từ tràng khởi nguyên
- Ngoại văn danh
- Origin of the geomagnetic field
- Đề xuất thời gian
- 1600 niên
- Thích dụng lĩnh vực
- Địa cầu vật lý học
- Ứng dụng học khoa
- Vật lý học
Địa từ tràng đích chủ yếu bộ phân do như nhất cá cận tự duyên tự chuyển trục phương hướng quân quân từ hóa đích cầu thể đích từ tràng. Nhân thử “Vĩnh cửu từ thạch thuyết” tựu thành vi địa từ tràng thành nhân tối tảo hòa tối tự nhiên đích sai trắc. Đương địa cầu vật lý học gia đề xuất địa hạch khả năng thị do thiết, niết đẳng cường từ tính vật chất tổ thành đích thời hầu, giá chủng sai trắc tự hồ đắc đáo liễu chi trì. Nhiên nhi địa cầu nội bộ đích ôn độ viễn siêu quá thiết đích cư lí điểm ( kiến nham thạch từ tính ), sở dĩ giá cá giả thuyết bất năng thành lập. Kế nhi hữu nhân tằng xí đồ trọng tuần lương tá trợ vu đái điện địa cầu đích toàn chuyển, hồi chuyển từ hiệu ứng, ôn soa điện lưu dĩ cập cảm ứng điện lưu đẳng vật lý hiệu ứng lai giải thích địa từ tràng, đãn kỳ lượng trị đô viễn viễn bất cú đại. Lệ như căn chỉ hạng giảng tinh cư hồi chuyển từ hiệu ứng, địa cầu do vu tự chuyển hoạch đắc đích từ hóa cường độ ước vi 10 điện từ đan vị, bỉ dữ địa từ tràng tương đương đích quân quân từ hóa cầu thể đích từ hóa cường độ 7.2×10 ước tiểu 9 cá sổ lượng cấp. Giám vu tòng dĩ hữu đích vật lý quy luật trảo bất đáo đáp án, hữu nhân khai thủy tham tác tân đích quy luật. 1947 niên anh quốc vật lý học gia bố lai khắc đặc ( P.M.S.Blackett ) phát hiện, đương thời trắc định đích thái dương, khí đắng thất nữ tinh tọa 78 hào tinh hòa địa cầu 3 cá thiên thể đích từ củ M hòa giác động lượng P mãn túc quan hệ, kỳ trung G vi vạn hữu dẫn lực thường sổ,c vi quang tốc, β vi bỉ lệ thường sổ ba phù xạ, ước vi 0.25. Bố lai khắc đặc bả giá cá quan hệ thiết tưởng vi vật lý học đích nhất cá tân định luật, tác vi địa từ tràng khởi nguyên đích giải thích, xưng vi “Cự đại chuyển thể thuyết”. Do vu hữu 3 cá thiên thể đích chi trì, giá cá giả thuyết tằng nhất độ dẫn khởi quảng phiếm đích quan chú. Vi chứng thật giá nhất kết quả, bố lai khắc đặc chuyên môn thiết kế liễu nhất chủng trắc nhược từ tràng đích cao linh mẫn độ nghi khí, đãn thật nghiệm kết quả thị phủ định đích, sở dĩ bố lai khắc đặc bổn nhân thanh minh phóng khí tha đích giả thuyết.
Dữ thượng thuật các chủng thôi trắc đồng thời xuất hiện đích thị “Tự kích phát điện cơ thuyết”. 1919 niên lạp mạc nhĩ ( J.Larmor ) thủ tiên đề xuất liễu toàn chuyển đích đạo điện lưu khanh chiếu thể duy trì tự kích phát điện cơ đích khả năng tính, giá thị quan vu địa từ tràng khởi nguyên đích tự kích phát điện cơ thuyết đích tối tảo khái niệm. Nhi giác vi hệ thống đích luận thuật, tắc thị 40 niên đại mạt hòa 50 niên đại sơ do ai nhĩ tát tắc (W.M.Elsasser), mạt ai phóng thuyền khắc (E.N.Parker) hòa bố lạp đức (E.C.Bullard) đẳng nhân hoàn thành đích, xưng vi ai nhĩ tát tắc - mạt khắc mô hình hòa bố lạp đức quá trình. Tùy trứ đại hình kế toán cơ đích ứng dụng, sử canh phục tạp đíchTừ lưu thể động lực họcĐích kế toán thành vi hiện thật. 60 niên đại hậu kỳ phát hiện, bố lạp đức quá trình thị bất ổn định đích. Giá sử đắc tằng bị nhận vi cực hữu hi vọng đích “Tự kích phát điện cơ thuyết” hãm nhập liễu nguy cơ. Điệp tiếu thuyết trực đáo 1970 niên, lợi lợi (F.E.M.Lilley) tu chính liễu bố lạp đức quá trình đích vận động mô thức, tài sử đắc ổn định đích “Tự kích phát điện cơ thuyết” tái cục thừa mật độ hữu liễu khả năng. 60 niên đại cổ địa từ học đích sổ cư khẳng định liễu địa từ tràng tại mạn trường đích địa chất thời kỳ kinh lịch liễu đa thứ đảo chuyển đích sự thật, địa từ tràng cực tính đích chính hướng dữ phản hướng đích lịch sử tịnh một hữu hiển kỳ xuất na chủng cực tính canh cụ hữu đặc thù tính. Giá thị trừ “Tự kích phát điện cơ thuyết” dĩ ngoại, kỳ tha quan vu địa từ thành nhân đích giả thuyết sở nan dĩ giải thích đích. Địa cầu cụ hữu từ tràng tại thiên thể trung tịnh bất đặc thù,Thái dương hệ cửu đại hành tinhTrung chí thiếu hữu mộc tinh, thủy tinh cụ hữu dữ địa cầu từ tràng tương loại tự đích nội nguyên từ tràng. Thái dương hòa hứa đa hằng tinh dã cụ hữu từ tràng. 60～70 niên đại mạt khắc đích nghiên cứu thuyết minh, địa từ tràng khởi nguyên đích mô thức khả năng đối kỳ tha thiên thể dã thích dụng. Cư thử, nhân môn nhận vi “Tự kích phát điện cơ thuyết” thị giải thích địa từ thành nhân đích tối hữu hi vọng đích lý luận.
Địa hạch nội từ lưu thể động lực học đích nghiên cứu tư lộ thị đạo điện lưu thể hòa từ tràng đích tương hỗ tác dụng như hà cải biến nguyên thủy đích từ tràng hòa vận động trạng thái, giá thị “Tự kích phát điện cơ thuyết” đích cơ sở.
Đạo điện lưu thể hòa từ tràng đích tương hỗ tác dụng, tại sổ học thượng dã tựu thị điện từ tràng phương trình dữ lưu thể vận động phương trình đích ngẫu hợp. Tại từ tràng trung vận động đích đạo điện lưu thể, căn cưPháp lạp đệ điện từ cảm ứng định luật,Tương tại tùy lưu thể vận động đích hồi lộ lí sản sinhCảm ứng điện động thế.Nhược đạo thể thị điện đạo suất vi vô cùng đại đích lý tưởng đạo thể, cảm ứng điện lưu tương vi vô cùng đại, giá hiển nhiên thị bất khả năng đích. Như quả nhậm ý vận động hồi lộ trung đích từ thông lượng bất biến, từ lực tuyến tất nhiên tùy lưu thể nhất khởi vận động, do như từ lực tuyến dữ lưu thể lao cố địa niêm tại nhất khởi. Giá cá hiện tượng xưng vi từ tràng đích "Đống kết" hiệu ứng, tức từ tràng dữ lưu thể hoàn toàn đống kết khởi lai. Giá thời từ tràng sở mãn túc đích phương trình xưng vi “Đống kết phương trình”. Đương lưu thể đích điện đạo suất vi hữu hạn thời, trừ bất đoạn hữu tiêu nhĩ nhiệt tổn háo ngoại, từ tràng hoàn tương bất đoạn do cường đích khu vực hướng nhược đích khu vực khoách tán. Nhân thử tại nhất bàn tình huống hạ, đạo điện lưu thể trung đích từ tràng kí thụ đống kết hiệu ứng đích khống chế, hựu tương bất đoạn khoách tán. Giá thời mãn túc đích phương trình xưng vi “Khoách tán đống kết phương trình”. Đống kết hòa khoách tán lưỡng chủng hiệu ứng, trừ dữ điện đạo suất ( λ ) hữu quan ngoại, hoàn dữ lưu thể đích tốc độ ( v ) hòa xích độ (L) hữu quan. TạiĐiện từ lưu thể lực họcTrung, định nghĩa vô lượng cương thường sổ
Đồ 1Thời từ lực tuyến bị lạp thân đích quá trình. Tự nhiên, tùy trứ từ lực tuyến đích thân trường, từ lực tuyến phản kháng giá chủng lạp thân đích trương lực dã bất đoạn tăng gia. Giá chủng quá trình nhất tái phản phục, trực đáo từ lực tuyến trương lực sở sản sinh đích khôi phục lực củ dữ do vu đối lưu sở sản sinh đích cơ giới lực củ ( khoa lí áo lợi lực ) tương đối bình hành thời, tương đối giác tốc độ dã tương duy trì nhất cá ổn định đích thường sổ. Dịch hạch nội hình thành đích từ tràng một hữu kính hướng phân lượng, từ lực tuyến hoàn toàn vị vu đồng nhất cá cầu diện thượng, giá chủng tràng xưng vi hoàn hình tràng. Do thượng thuật lưỡng cá lực củ đích bình hành khả cổ kế giá chủng hoàn hình tràng đích lượng cấp. Khảo lự đáo từ tràng đích đống kết hiệu ứng, truyện thống khán pháp đô nhận vi hạch nội tương hữu ngận cường đích hoàn hình tràng, bố lạp đức kế toán đắc đáo đích hoàn hình tràng khả cao đạt 500 cao tư. Tối cận dã hữu nhân đối giá chủng cao cường độ đích hoàn hình tràng đích tồn tại đề xuất dị nghị. Do vu hoàn hình tràng một hữu kính hướng phân lượng, bất quản tha cường độ đa đại, đối vu ngã môn cảm hưng thú đích kính hướng phân lượng ngận cường đích hạch ngoại ngẫu cực tràng đô bất hội hữu sở cống hiến. Thượng thuật quá trình đối ngoại một hữu điện từ năng đích thâu tống. Dĩ thượng cận khảo lự liễu dữ kính hướng vận động tương ứng đích soa tốc chuyển động sở sản sinh đích từ hiệu ứng, nhi một hữu khảo lự kính hướng vận động bổn thân đích từ hiệu ứng. Dữ soa tốc chuyển động tương tự, do vu đống kết hiệu ứng, kính hướng vận động dữ hoàn hình tràng tương hỗ tác dụng hựu tương hoàn hình tràng tha khởi hoặc lạp loan. Thượng thuật khoa lí áo lợi lực V=2r×(V×w), trừ hữu duyên địa cầu chuyển trục phương hướng đích lực củ ngoại ( sử đắc dịch hạch giác tốc độ cải biến ), hoàn tương hữu đồng chuyển trục phương hướng thùy trực đích phân lượng, giá cá lực củ tương bả từ lực tuyến hoàn tòng vĩ độ phương hướng nữu chuyển đáo tử ngọ diện nội. Đối hướng thượng, hướng hạ đích vận động, sở thụ lực củ phương hướng tương phản; đồng dạng tại nam bán cầu dữ bắc bán cầu, giá cá lực củ phương hướng dã tương phản. Nhân thử tẫn quản đối ứng vu thượng, hạ vận động đích từ lực tuyến hoàn phương hướng tương phản, nam bắc bán cầu đích tuyến hoàn phương hướng dã bất đồng, đãn tại giá nhất lực củ đích tác dụng hạ, tử ngọ diện nội đích từ hoàn tương thị đồng tự đích nghịch thời châm phương hướng. Dữ hoàn hình tràng bất đồng, bị nữu khúc đích từ tràng dĩ kinh hữu liễu dữ sơ thủy vi nhược từ tràng đồng hướng đích phân lượng, giá dạng đích nguyên quá trình biến bố dịch hạch các xử, thống kế kết quả, hữu khả năng gia cường nguyên thủy vi nhược từ tràng. Thượng thuật quá trình xưng vi ai nhĩ tát tắc － mạt khắc mô hình. Trừ giá cá mô hình ngoại, hoàn hữu trứ danh đích bố lạp đức - cách nhĩ mạn - lợi lợi quá trình, tha dữ ai nhĩ tát tắc mô hình hữu tương tự đích vật lý đồ tượng. Vô luận thị ai nhĩ tát tắc hoặc bố lạp đức mô hình đô khả thông quá cầu giải tuyến tính từ lưu thể lực học phương trình, tòng sổ học lý luận thượng chứng minh ổn định phát điện cơ đích tồn tại. Do thử khả tri, tức sử thị đại đại địa giản hóa liễu đích vật lý đồ tượng, dã thiệp cập đáo địa hạch trung ngận phục tạp đích quá trình. Nhất bàn phát điện cơ quá trình tương thiệp cập địa hạch trung canh vi phục tạp đích thoan lưu vận động, nhân thử hữu nhân xưng tha vi “Thoan lưu phát điện cơ”.
Địa từ tràng đích đảo chuyển chúc vu phi ổn thái phát điện cơ đích nội dung, hoàn một hữu như thượng thuật ổn thái phát điện cơ na dạng toàn quá trình đích miêu thuật. Nhược dịch hạch trung đích đối lưu qua toàn vận động thụ đáo nhiễu động tương hữu khả năng sử từ tràng cực tính phản chuyển. Lệ như mạt khắc tằng chứng minh, nhược dịch hạch trung nam bắc vĩ độ 25° chi gian đích qua toàn vận động phổ biến tiêu thất, tắc địa từ tràng tương đảo chuyển. Dã hữu nhân chủ trương địa từ tràng đảo chuyển thị phi tuyến tính phát điện cơ quá trình đích cố hữu tính chất, tức từ tràng hòa vận động tương hỗ ngẫu hợp, đáo nhất định trình độ tuyến tính phát điện cơ bất tái duy trì, phi tuyến tính tác dụng tương hữu khả năng sử địa từ tràng đảo chuyển.
Vô luận ổn thái hòa phi ổn thái phát điện cơ quá trình học thuyết, đô ngận bất hoàn thiện. Quan vu địa từ tràng khởi nguyên vấn đề nhưng xử vu nghiên cứu giai đoạn.
Tham khảo thư mục
Lực võ thường thứ: 《 địa cầu の điện từ khí học 》, nham ba thư điếm, đông kinh, 1972.
D.Gubbins,Energetics of the Earth's Core, J.Geophys.,Vol.43,P.453,1977.
E.H.Levy,Dynamo Magnetic Field Generation, Rev.Geophys.Space phys.,Vol.17,No.2,p.277,1979.
Tại nhật thường sinh hoạt trung sở tố đích nhất ta hoạt động hòa nhất ta khán đáo đích sự đô dữ địa từ tràng tức tức tương quan. Bỉ như thuyết chỉ nam châm đích vận dụng, hầu điểu thiên tỉ vận dụng địa từ tràng tiến hành đạo hướng đẳng đẳng chư như thử loại đích tình huống đô thị địa từ tràng phản nhân tại biểu diện đích ngoại bộ biểu hiện. Tại nhân loại đối thử chủng hiện tượng hữu liễu canh thâm nhập đích liễu giải dĩ hậu tựu khai thủy lợi dụng dĩ hữu đích tri thức dụng vu hữu quan phương diện đích vận dụng hòa nghiên cứu. Tối tảo đích thời hầu đối vu địa từ tràng đích nghiên cứu hoàn chủ yếu thị dĩ quan trắc dĩ hữu hiện tượng vi chủ, dĩ chính đắc kỳ mỗ chủng đặc tính hòa quy luật. Nhất trực đáo liễu 1839 niên cao tư khai thủy bả cầu hài phân tích phát thủ thứ dụng vu địa từ học, kiến lập liễu địa từ tràng đích sổ học miêu thuật, thủ thứ thành công đích khu phân liễu nội ngoại tràng nguyên. Tòng thử dĩ hậu địa từ học tòng quá khứ đan nhất đích quan trắc học khoa trục bộ biến vi nhất nghiên cứu vi chủ, tịnh dĩ nghiên cứu chỉ đạo quan trắc đích học khoa. Kinh quá hậu nhân đích nghiên cứu địa từ tràng cơ bổn thượng thị do chủ từ tràng, biến hóa từ tràng hòa địa xác từ tràng tam bộ phân tổ thành, kỳ trung chủ từ tràng chiêm chỉnh cá địa từ tràng đích bách phân chi cửu thập đa. Đồng thời tùy trứ địa từ tràng đích trường kỳ biến hóa, từ tằng đại tiểu dữ kết cấu dã hội phát sinh tương ứng biến hóa, tòng nhi dẫn khởi tiến địa hoàn cảnh đích biến hóa.
Địa chất lịch sử thời kỳ địa từ tràng cường độ biến hóa đặc chinh khả vi kiến lậpĐịa cầu động lực họcMô hình đề cung trọng yếu đích ước thúc điều kiện. Nhiên nhi, do vu địa từ tràng cổ cường độ trắc định sở thiệp cập đích lý luận hòa thật nghiệm bỉ cổ phương hướng trắc lượng yếu phục tạp đắc đa, cổ cường độ sổ cư nhưng thập phân quỹ phạp, viễn viễn trệ hậu vu cổ phương hướng nghiên cứu, sử đắc nhân môn nan dĩ toàn diện nhận thức địa chất lịch sử thời kỳ địa từ tràng đích biến hóa quy luật, tiến nhi nghiêm trọng trở ngại liễu lợi dụng địa từ tràng biến hóa tham tác địa cầu nội bộ phát sinh đích vật lý quá trình. Kỉ niên lai, tòng giải quyết thật nghiệm thiết bị, kỹ thuật hòa phương pháp nhập thủ, khai thác cổ cường độ lý luận dữ phương pháp nghiên cứu. Châm đối dạng phẩm gia nhiệt quá trình trung dịch dưỡng hóa đích nan đề, thiết kế liễu tại chân không hoặc á khí hoàn cảnh hạ nhiệt xử lý dạng phẩm đích thiết bị, kiến lập liễu lấn tuyển hợp thích dạng phẩm đích nham thạch từ học tân tiêu chuẩn, hiển trứ đề cao liễu hoạch thủ khả kháo cổ cường độ sổ cư đích thành công suất. Dĩ trung sinh đại hỏa sơn nham vi nghiên cứu đối tượng, ứng dụng đa phương pháp hỗ kiểm xác định liễu bạch ác kỷ siêu tĩnh từ đái sơ thủy kỳ địa cầu từ tràng cường độ cận vi hiện kim trị đích nhất bán, luận chứng bạch ác kỷ siêu tĩnh từ đái phát sinh chi tiền tồn tạiĐịa từ cực tính đảo chuyểnTần suất dữ cổ cường độ biến hóa trình phụ tương quan tính. Địa từ tràng dữ địa cầu nội bộ động lực học quá trình đích giá nhất tương quan tính khả năng thị do vu phủ trùng đáo 660 công lí gian đoạn diện đích lãnh vật chất tụ tích tăng gia chí lâm giới trị, đạo trí nguyên lai đích thượng hạ địa mạn phân tằng đối lưu trạng thái bị phá phôi, sử đắc tụ tích đích lãnh vật chất bị đái đáo hạch mạn giới diện, cải biến liễu na lí đích vật lý hóa học biên giới điều kiện hòa ngoại hạch lưu thể trạng thái, tòng nhi đạo trí liễu địa từ tràng cường độ đích trục tiệm tăng gia hòa địa từ cực tính đảo chuyển tần suất đích trục tiệm hàng đê dĩ cập bạch ác kỷ siêu tĩnh từ đái đích phát sinh.
Do thử khả kiến kế tục thâm nhập đích nghiên cứu địa từ tràng đích đặc tính cơ khí biến hóa quy luật đối nhân loại xã hội hữu trứ cực kỳ thâm viễn đích đặc thù ý nghĩa, đối tân đích kết cấu tính kỹ thuật đích khai phát hòa vận dụng hữu trứ cực đại đích tá giám ý nghĩa. Nhân thử, đối kỳ tiến hành thâm nhập đích tham thảo đích ý nghĩa phi bỉ tầm thường.
