用过指南针的人知道,地球就象一个大磁铁,磁北极在加拿大,磁南极在南极洲。指南针是一个小永磁体,小永磁体的南极指向地球的北极,小永磁体的北极指向地球的南极。这是它与地球磁场相互作用的结果。但并不是每个人都知道的是:。指南针的方向并不是从来都指向南方的。
进入20世纪很久之后科学界才弄清楚,地球为什么会有磁场。物理学家很久以前就知道在导体中通过电流会制造出磁场--这就是发电机与电动机二者的基本运作原理。目前一般可接受的关于地球磁场的理论,涉及到地球液态核心的行为。在我们脚下大约两千英里处,温度接近6000度(大约相当于太阳表面的温度),压力大约是大气压的一百万倍。在这种条件下核心里的镍和铁是液态的。再往深处。在更大的压力下,原子被挤压再一起,不能流动遂成为一种固体。也就是说地核是由两部分组成,即:上地核(液态)、地核(固态)。根据地震波测定,地球内部大约有1500英里的厚度是液态的。
象这样的液态金属在旋转中产生磁场,磁场又再产生较强的电流,如此反复形成强大的地球磁场。科学家都相信地球和太阳的强磁场都是这样建立起来的。没有液态核心的天体(如月亮和火星)不会有(事实上也没有)这样强大的磁场。
但有一件令人惊讶的事实:地球的磁场并不是永远指向同一个方向。每隔一段时间,它似乎就反向一次。曾经有过一段时间,磁北极是在南极洲,而磁南极最后的一次反向大约发生在场5万年前,地点是在格陵兰的附近。国外科技界把这种现象叫“地球磁场逆转”。
那么“地球磁场逆转”是如何被发现的呢?原来火山爆发时我们可以看见熔融的岩浆溢流,这在地球历史是很常见的。岩浆常常含有细小的铁矿颗粒,每一个颗粒在地心深处磁场的感应下都可以看作是一个小指南针。在液态状况下这些颗粒将自身定向为与地心磁场方向相同。冷却后这些颗粒的指向就永远被锁定在结晶的结构里。无论地壳板块移动到那里这些颗粒的指向不变。换句话说岩石“记忆”了它在形成时与地心磁场的相对位置。关于这些记忆的研究是地质学的一大领域,称作古地磁学(paleomagnetism)。现在观测时的剩余磁性的观测研究,主要表明这些古岩石的剩余磁性的方向,即形成岩石时受到地球磁场磁化时的地球磁场方向,有的同现在的地球磁场方向相同(称为正向),有的同现在的地球磁场方向相反(称为反向)。
大家知道是地球磁场屏蔽了宇宙射线尤其是太阳风的袭击,保护了地球所有生命的延续和进化。如果地球磁场一旦在逆转的过程种,必然先消失,那么地球上的生命必然遭到灭顶之灾。根据达尔文的进化论我们知道生物进化是一个缓慢的过程。高等生命是需要数亿年时间的进化。这样看来说“地球磁场逆转”与生物学相互矛盾。
“地壳弦动”(大陆漂移)不但解决了“地球磁场逆转”的疑难问题,同时也解决了南极有煤、非洲大陆有冰川遗迹、大洋脊磁场异常、我国南方有冰臼等许多自然之谜。“地壳弦动”是地球存在的第三种基本运动。用语言文字很难表达清楚。我们利用下面的实验装置就能很好的理解“地壳弦动”的原理了。
“地壳弦动”实验装置:找一个《铁壳“地球仪”》(代表地壳)把轴去掉。用两个磁铁吸在“地球仪”的南、北极上。再把磁铁用万能胶粘在支架上(代替地核)。“地球仪”的南、北极与地面成23.5度,我们把地球比做太阳,所以必须是23.5度。利用水的浮力克服地球引力,地球仪的重量等于水的浮力(在这里利用地球的引力代替太阳的引力)。这样就等于“地球仪”的上下方向,由地球的引力和水的浮力固定了。左右方向由磁铁固定。再找一个圆柱型磁铁-减速器-微型电动机。磁铁粘在减速器的输出轴上,电动机通过减速器使磁铁缓慢旋转。把旋转的磁铁靠在“地球仪”前面的赤道位置,这样前后的方向也固定了等于漂浮在太空。通电后,“地球仪”与支架产生差速运动,旋转若干圈后“地球仪”的南北极点与支架发生了180度的变化。支架的南北极没动,可“地球仪”的南北极却旋转了180度。重复上面的步骤。也就是地壳磁场来回逆转。
进入20世纪很久之后科学界才弄清楚,地球为什么会有磁场。物理学家很久以前就知道在导体中通过电流会制造出磁场--这就是发电机与电动机二者的基本运作原理。目前一般可接受的关于地球磁场的理论,涉及到地球液态核心的行为。在我们脚下大约两千英里处,温度接近6000度(大约相当于太阳表面的温度),压力大约是大气压的一百万倍。在这种条件下核心里的镍和铁是液态的。再往深处。在更大的压力下,原子被挤压再一起,不能流动遂成为一种固体。也就是说地核是由两部分组成,即:上地核(液态)、地核(固态)。根据地震波测定,地球内部大约有1500英里的厚度是液态的。
象这样的液态金属在旋转中产生磁场,磁场又再产生较强的电流,如此反复形成强大的地球磁场。科学家都相信地球和太阳的强磁场都是这样建立起来的。没有液态核心的天体(如月亮和火星)不会有(事实上也没有)这样强大的磁场。
但有一件令人惊讶的事实:地球的磁场并不是永远指向同一个方向。每隔一段时间,它似乎就反向一次。曾经有过一段时间,磁北极是在南极洲,而磁南极最后的一次反向大约发生在场5万年前,地点是在格陵兰的附近。国外科技界把这种现象叫“地球磁场逆转”。
那么“地球磁场逆转”是如何被发现的呢?原来火山爆发时我们可以看见熔融的岩浆溢流,这在地球历史是很常见的。岩浆常常含有细小的铁矿颗粒,每一个颗粒在地心深处磁场的感应下都可以看作是一个小指南针。在液态状况下这些颗粒将自身定向为与地心磁场方向相同。冷却后这些颗粒的指向就永远被锁定在结晶的结构里。无论地壳板块移动到那里这些颗粒的指向不变。换句话说岩石“记忆”了它在形成时与地心磁场的相对位置。关于这些记忆的研究是地质学的一大领域,称作古地磁学(paleomagnetism)。现在观测时的剩余磁性的观测研究,主要表明这些古岩石的剩余磁性的方向,即形成岩石时受到地球磁场磁化时的地球磁场方向,有的同现在的地球磁场方向相同(称为正向),有的同现在的地球磁场方向相反(称为反向)。
大家知道是地球磁场屏蔽了宇宙射线尤其是太阳风的袭击,保护了地球所有生命的延续和进化。如果地球磁场一旦在逆转的过程种,必然先消失,那么地球上的生命必然遭到灭顶之灾。根据达尔文的进化论我们知道生物进化是一个缓慢的过程。高等生命是需要数亿年时间的进化。这样看来说“地球磁场逆转”与生物学相互矛盾。
“地壳弦动”(大陆漂移)不但解决了“地球磁场逆转”的疑难问题,同时也解决了南极有煤、非洲大陆有冰川遗迹、大洋脊磁场异常、我国南方有冰臼等许多自然之谜。“地壳弦动”是地球存在的第三种基本运动。用语言文字很难表达清楚。我们利用下面的实验装置就能很好的理解“地壳弦动”的原理了。
“地壳弦动”实验装置:找一个《铁壳“地球仪”》(代表地壳)把轴去掉。用两个磁铁吸在“地球仪”的南、北极上。再把磁铁用万能胶粘在支架上(代替地核)。“地球仪”的南、北极与地面成23.5度,我们把地球比做太阳,所以必须是23.5度。利用水的浮力克服地球引力,地球仪的重量等于水的浮力(在这里利用地球的引力代替太阳的引力)。这样就等于“地球仪”的上下方向,由地球的引力和水的浮力固定了。左右方向由磁铁固定。再找一个圆柱型磁铁-减速器-微型电动机。磁铁粘在减速器的输出轴上,电动机通过减速器使磁铁缓慢旋转。把旋转的磁铁靠在“地球仪”前面的赤道位置,这样前后的方向也固定了等于漂浮在太空。通电后,“地球仪”与支架产生差速运动,旋转若干圈后“地球仪”的南北极点与支架发生了180度的变化。支架的南北极没动,可“地球仪”的南北极却旋转了180度。重复上面的步骤。也就是地壳磁场来回逆转。