[/naslov]
Zašto se Zemljino magnetsko polje 'okrene' svakih milijun godina? Bez obzira na razlog ili razloge, način na koji tekuće željezo vanjske jezgre Zemlje teče – njegove struje, njegova struktura, dugotrajni ciklusi – važan je, bilo kao uzrok, posljedica ili pomalo oboje.
Glavna komponenta Zemljinog polja – koja definira magnetske polove – je dipol nastao konvekcijom rastaljenog nikal-željeza u vanjskoj jezgri (unutarnja jezgra je čvrsta, pa je njena uloga sekundarna; zapamtite da je Zemljina jezgra dobro iznad Curiejeve temperature, pa željezo nije feromagnetno).
Ali što je s finom strukturom? Ima li vanjska jezgra ekvivalent mlaznim strujama Zemljine atmosfere, na primjer? Nedavna istraživanja tima geofizičara u Japanu bacaju svjetlo na ova pitanja i nagovještavaju što uzrokuje okretanje magnetskih polova.
O slici: Ova slika pokazuje kako imaginarna čestica suspendirana u vanjskoj jezgri Zemlje od tekućeg željeza ima tendenciju teći u zonama čak i kada su uvjeti u geodinamu različiti. Boje predstavljaju vrtlog ili 'količinu rotacije' koju ova čestica doživljava, pri čemu crvena označava pozitivan (istok-zapad) tok, a plava negativan (zapad-istok) tok. S lijeva na desno pokazuje kako tok reagira na povećanje Rayleighovih brojeva, što je povezano s protokom potaknutim uzgonom. Od vrha do dna pokazuje kako strujanje reagira na povećanje kutnih brzina cijelog geodinamo sustava.
Mlazni vjetrovi koji kruže oko globusa i oni u atmosferama plinovitih divova (Jupiter, Saturn, itd.) primjeri su zonskih strujanja. “Zajednička značajka ovih zonskih tokova je da se spontano generiraju u turbulentnim sustavima. Budući da se vjeruje da je vanjska jezgra Zemlje u turbulentnom stanju, moguće je da postoji zonski protok u tekućem željezu vanjske jezgre”, kažu Akira Kageyama sa Sveučilišta Kobe i njegovi kolege u svom nedavnom radu Nature. Tim je pronašao sekundarni uzorak strujanja kada je modelirao geodinamo – koji generira Zemljino magnetsko polje – kako bi izgradio detaljniju sliku konvekcije u vanjskom jezgru Zemlje, sekundarnog uzorka strujanja koji se sastoji od radijalnih perjanica nalik na unutarnje ploče, okruženih prema zapadu. cilindrično zonsko strujanje.
Ovaj rad je proveden korištenjem superračunala Earth Simulator, sa sjedištem u Japanu, koje je nudilo dovoljnu prostornu razlučivost za određivanje ovih sekundarnih učinaka. Kageyama i njegov tim također su potvrdili, koristeći numerički model, da ova dvojna konvekcijska struktura može koegzistirati s dominantnom konvekcijom koja stvara sjeverni i južni pol; ovo je kritična provjera konzistentnosti njihovih modela, 'Mi numerički potvrđujemo da je struktura s dvostrukom konvekcijom s takvim zonskim protokom stabilna pod jakim, samogeneriranim dipolnim magnetskim poljem', pišu oni.
Ova vrsta zonskog toka u vanjskoj jezgri nije prije viđena u geodinamo modelima, uglavnom zbog nedostatka dovoljne rezolucije u ranijim modelima. Kakvu ulogu ti zonski tokovi imaju u preokretu Zemljinog magnetskog polja jedno je područje istraživanja koje će Kageyama i rezultati njegovog tima sada moći pratiti.
Izvori: Svijet fizike , na temelju članak u izdanju Nature od 11. veljače 2010 . Početna stranica simulatora Zemlje
