Om järn förlorar sin magnetism vid höga temperaturer, hur är jordens kärnmagnetiska?

Anonim

Järn förlorar sin magnetism när den värms till några hundra grader, men jordens kärna - som ger ett tillräckligt starkt magnetfält för att hålla planeten tillsammans - är gjord av järn som är så varmt det är i flytande tillstånd!

Varför då producerar det smälta järnet i jordens kärna ett magnetfält?

Låt oss börja direkt från botten av hela detta mysterium.

Ferromagnetiska material

Järn är ett ferromagnetiskt material. (Fotokredit: Pixabay)

För att förklara järnens ferromagnetism i enkla ord skulle jag säga att järn är tillverkat av små "saker" (atommoment, att vara exakt), atomer som fungerar som små magneter, eftersom alla har norr och södra polerna (som vanliga magneter).

När du håller upp en magnet nära ett järnobjekt, presenterar dessa små magneter "inuti" föremålet i linje eller linje upp. Det här gör det objektet magnetiskt, och varje objekt som uppträder så här i närvaro av ett yttre magnetfält kallas ett ferromagnetiskt material.

Men när du värmer ett ferromagnetiskt material, som järn, börjar saker att förändras.

Vad händer när du värmer ett ferromagnetiskt material?

Jordens kärna består av stora mängder järn. (Foto Credit: Naeblys / Shutterstock)

Så det är ganska uppenbart att järn upphör att vara ett ferromagnetiskt material över 770 grader Celsius. Men vi vet också att jordens kärna består av smält järn, vilket är så otroligt varmt (nästan 6000 grader Celsius) att det gör kärnan så varm som solens yta! Inte bara det, men den smälta järnkärnan ger ett mycket starkt magnetfält, något som gör jorden till en beboelig planet.

Men är det inte så motsägelsefullt i sig? Om järn förlorar sina ferromagnetiska egenskaper och upphör att vara en magnet vid en relativt relativt låg temperatur på 770 grader Celsius, hur producerar jordens kärna, som i första hand är av järn, ett så starkt magnetfält?

Hur producerar jordens kärna ett magnetfält?

En dynamo är en enhet som omvandlar mekanisk energi till elektrisk energi. Om du känner till de fysiska förhållandena i jordens kärna, skulle du kunna förstå dynamo-teorin på nolltid.

Observera att den inre kärnan är fast på grund av höga tryckförhållanden. (Fotokredit: Kelvinsong / Wikimedia Commons)

Jordens kärna har två segment: inre och yttre kärnan. Den yttre kärnan är så varm att den existerar i flytande tillstånd, men den inre kärnan är fast, på grund av extremt höga tryckförhållanden (Källa). Även den yttre kärnan rör sig kontinuerligt på grund av jordens rotation och konvektion.

Nu rör flytande rörelse i ytterkärnan smältjärn (dvs ett ledande material) över ett redan existerande, svagt magnetfält. Denna process genererar en elektrisk ström (på grund av magnetisk induktion). Denna elektriska ström alstrar sedan ett magnetfält som interagerar med fluidumrörelsen för att producera ett sekundärt magnetfält.

Det sekundära magnetfältet förstärker det inledande magnetfältet och processen blir självhäftande. Om inte vätskebevegelsen i ytterkärnan stannar kommer kärnan att fortsätta producera ett magnetfält. Detta är exakt premissen för 2003 science fiction filmen The Core .

För att uttrycka allt i enkla ord producerar inte smältjärn i kärnan ett magnetfält direkt ; snarare producerar den en elektrisk ström, som i sin tur producerar en elektromagnetisk effekt som i sin tur producerar det starka magnetfältet i jordens kärna.