Câmpul magnetic al Pământului este un mister. Animalele îl folosesc pentru navigație și am crescut în funcție de existența sa din același motiv. Mai mult, magnetosfera ne oferă un scut puternic împotriva celei mai grave furtuni solare. Cu toate acestea, încă avem o mică idee despre mecanismele care generează acest câmp adânc în miezul Pământului. În speranța de a obține o perspectivă specială asupra câmpului magnetic planetar pe scară largă, un geofizician de la Universitatea Maryland și-a construit propriul copil Pământ în laboratorul său, iar acesta se va învârti (metal lichid inclus) până la sfârșitul anul…
Această poveste îmi amintește de un experiment clasic realizat de norvegiana Kristian Birkeland la sfârșitul secolului XIX. În încercarea de a înțelege Aurora Borealis dinamică (Northern Lights), Birkeland a dovedit experimental că curenții electrici ar putea curge de-a lungul liniilor de câmp magnetic (de exemplu Birkeland sau curenți „aliniați pe câmp”, în imaginea din stânga). Acest lucru poate fi observat în natură, deoarece particulele încărcate din vântul solar interacționează cu magnetosfera Pământului și apoi sunt ghidate până la poli magnetici ai Pământului. Pe măsură ce particulele curg în atmosfera polară superioară, acestea se ciocnesc cu gazele atmosferice, generând un afișaj luminos colorat numit aurore. Cu toate acestea, acest experiment timpuriu a simulat un câmp magnetic; nu a modelat modul în care Pământul îl generează în primul rând.
Acum, într-un laborator din Universitatea Maryland, geofizicianul Dan Lathrop urmărește acest mister construind propria versiune pe scară a Pământului (imagine de sus). Modelul este configurat pe aparate care vor roti bila cu diametrul de 10 metri până la o viteză ecuatorială de 80 de mile pe oră. Pentru a simula miezul exterior topit al Pământului, Lathrop va umple sfera cu metal topit. Întregul lucru va cântări la 26 de tone.
Aceasta este a treia încercare a lui Lathrop de a genera un model la scară a câmpului magnetic al Pământului. Ultimele două încercări au fost mult mai mici, așa că acest experiment mare a trebuit să fie construit de o companie mai obișnuită cu inginerie de echipamente industriale grele.
Se crede că nucleul exterior topit al Pământului, care începe la 2.000 de mile sub crusta Terrei, generează câmpul magnetic global. Acest „efect dinam” este creat cumva prin interacțiunea fluxului de fier lichid turbulent (care este foarte conductiv) cu rotirea planetei. În modelul lui Lathrop, va folosi un alt metal lichid conductiv, sodiul. Fierul topit este prea cald pentru a se menține în acest mediu, sodiul există într-o fază lichidă la temperaturi mult mai scăzute (are un punct de topire apropiat de cel al punctului de fierbere al apei, aproape 100 ° C), dar există unele riscuri grave asociate cu utilizarea de sodiu ca analog de fier. Este foarte inflamabil în aer și este foarte reactiv cu apa, deci trebuie luate măsuri de precauție (pentru una, sistemul de aspersoare a fost dezactivat, apa în cazul unui foc alimentat cu sodiu nu va face decât să înrăutățească lucrurile!). Tot acest experiment, deși este riscant, este necesar deoarece nu există o modalitate directă de a măsura condițiile din miezul exterior al Pământului.
“Condițiile miezului sunt mai ostile decât suprafața soarelui. Este la fel de cald ca suprafața soarelui, dar la presiuni extrem de mari. Așadar, nu există nici o modalitate de a sonda, nici o tehnică imaginabilă de a sonda direct nucleul.”- Dan Lathrop
Învârtirea acestei sfere grele ar trebui să provoace o turbulență susținută în fluxul de sodiu lichid și se speră că poate fi generat un câmp magnetic. Există multe puzzle-uri pe care acest experiment speră să le rezolve, cum ar fi mecanica din spatele schimbării polare magnetice. De-a lungul istoriei Pământului există dovezi că polii magnetici au schimbat polaritatea, rotirea prelungită a modelului poate provoca inversarea periodică a polilor magnetici. Testarea condițiilor din metalul lichid conductiv poate arunca o lumină asupra a ceea ce influențează acest model global de deplasare polară.
Acest tip de experiment a fost făcut anterior, dar oamenii de știință au direcționat fluxul de metal lichid prin utilizarea țevilor, dar acest model va permite metalului să se organizeze în mod natural, creând propriul flux turbulent. Dacă acest test generează sau nu un câmp magnetic, nu se știe, dar ar trebui să ne ajute să înțelegem despre modul în care magnetismul este generat în interiorul planetelor.
Vezi videoclipul la Radio Publică Națională »
Sursa: Radio Publică Națională
