Tại sao từ trường Earth Trái đất ‘lật lại cứ sau một triệu năm? Dù lý do hay lý do là gì, cách thức chất lỏng của lõi ngoài Trái đất chảy - dòng điện, cấu trúc, chu kỳ dài hạn của nó - rất quan trọng, là nguyên nhân, tác động hoặc một chút của cả hai.
Thành phần chính của trường Trái đất - xác định các cực từ - là một lưỡng cực được tạo ra bởi sự đối lưu của sắt niken nóng chảy ở lõi ngoài (lõi bên trong là rắn, vì vậy vai trò của nó là thứ yếu; hãy nhớ rằng lõi của Trái đất là tốt trên nhiệt độ Curie, vì vậy sắt không sắt từ).
Nhưng những gì về cấu trúc tốt? Chẳng hạn, lõi ngoài có tương đương với luồng phản lực khí quyển Trái đất Trái đất, chẳng hạn? Nghiên cứu gần đây của một nhóm các nhà địa vật lý ở Nhật Bản đã làm sáng tỏ những câu hỏi này, và vì vậy gợi ý về những gì gây ra lật cực từ.
Về tấm ảnh: Hình ảnh này cho thấy một hạt tưởng tượng lơ lửng trong lõi ngoài bằng sắt lỏng của Trái đất có xu hướng chảy theo vùng ngay cả khi điều kiện trong địa động lực học thay đổi. Màu sắc đại diện cho số lượng xoáy hoặc số lượng quay của quay mà hạt này trải qua, trong đó màu đỏ biểu thị dòng chảy dương (đông-tây) và màu xanh biểu thị dòng chảy âm (tây-đông). Trái sang phải cho thấy cách dòng chảy phản ứng với việc tăng số lượng Rayleigh, được liên kết với dòng chảy được điều khiển bởi độ nổi. Từ trên xuống dưới cho thấy cách dòng chảy phản ứng với việc tăng vận tốc góc của toàn bộ hệ thống địa động lực.
Luồng máy bay phản lực uốn lượn quanh trái đất và những luồng khí quyển của những người khổng lồ khí (Sao Mộc, Sao Thổ, v.v.) là những ví dụ về dòng chảy khu vực. Một đặc điểm chung của các dòng khu vực này là chúng được tạo ra một cách tự nhiên trong các hệ thống hỗn loạn. Bởi vì lõi ngoài Trái đất được cho là ở trạng thái hỗn loạn, có thể có dòng chảy khu vực trong chất lỏng của lõi ngoài, theo ông Ak Ak Kageyama tại Đại học Kobe và các đồng nghiệp cho biết, trong bài báo Tự nhiên gần đây của họ. Nhóm nghiên cứu đã tìm thấy một mô hình dòng chảy thứ cấp khi họ mô hình hóa địa động lực - tạo ra từ trường của Trái đất - để xây dựng một bức tranh chi tiết hơn về sự đối lưu trong lõi ngoài của Trái đất, một mô hình dòng chảy thứ cấp bao gồm các chùm xuyên tâm giống như tấm bên trong, được bao quanh bởi hướng tây dòng chảy hình trụ.
Công việc này được thực hiện bằng siêu máy tính Earth Simulator, có trụ sở tại Nhật Bản, cung cấp đủ độ phân giải không gian để xác định các hiệu ứng phụ này. Kageyama và nhóm của ông cũng xác nhận, bằng cách sử dụng một mô hình số, rằng cấu trúc đối lưu kép này có thể cùng tồn tại với sự đối lưu chi phối tạo ra các cực bắc và nam; Đây là một kiểm tra tính nhất quán quan trọng trên các mô hình của họ, chúng tôi xác nhận một cách số lượng rằng cấu trúc đối lưu kép với dòng chảy khu vực như vậy là ổn định dưới một từ trường lưỡng cực mạnh, tự tạo, họ viết.
Kiểu dòng chảy khu vực này trong lõi ngoài chưa từng thấy trong các mô hình geodynamo trước đây, do phần lớn là không có độ phân giải đủ trong các mô hình trước đó. Vai trò của các dòng khu vực này đóng vai trò trong sự đảo ngược của từ trường Trái đất là một lĩnh vực nghiên cứu mà Kageyama và nhóm của ông kết quả mà giờ đây sẽ có thể được theo đuổi.
Nguồn: Thế giới Vật lý, dựa trên một bài báo trong số ra ngày 11 tháng 2 năm 2010 của Tự nhiên. Trang chủ Earth Simulator
