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科學家在實驗室中模擬出地球磁場反轉現象

[size=12px][轉載自臺北市立天文科學教育館]
[url=http://www.tam.gov.tw/frame/news_frame.htm][color=#0000ff]http://www.tam.gov.tw/frame/news_frame.htm[/color][/url]

[color=#0000ff][img=672,446]http://www.tam.gov.tw/news/2007/200703/earth_mag_field.gif[/img]

[/color][font=Arial][size=2]　　每 隔數十萬年到數百萬年，地球磁場的磁南極和磁北極的位置就會互換一次，最近一次的地磁反轉（geomagnetic field reversals）發生在約78萬年前。到目前為止，還沒有人知道為什麼會發生這樣的地磁反轉現象。不過，最近有群法國物理學家在實驗室中模擬出類似的現象，或許可以解決地磁反轉的問題。[/size][/font]
[align=left][font=Arial][size=2]　[/size][/font][/align][align=left][font=Arial][size=2]  　法國巴黎École Normale Supérieure的Michaël Berhanu等人將一個銅製的圓柱狀筒子中注滿融化的鈉，並以每秒數轉的速度快速轉動這個圓柱筒，以便模擬地球內部自轉的熔融鐵核。[/size][/font][/align][align=left][font=Arial]　[/font][/align][align=left][font=Arial]       當融化的液態金屬流動時會產生電流，再因電磁感應而產生磁場，這種過程稱為發動機作用（dynamo action），可將運動的「機械能」轉變成「磁能」。同樣原理可應用利用金屬線圈在磁場中移動以產生電力的工業發電機中。雖然科學家早已知道地球磁場是從地核的擾動過程產生，但其他細節卻一直付之闕如，更遑論地磁反轉現象。地球物理學家藉由採集洋底岩心的方式研究地球磁場過去的強度和方向等狀態，發現每隔一段時間，地磁會逐漸消退減弱，最後磁場的南北方向會完全相反。不過，無人知曉地磁為何會反轉。[/font][/align][align=left][font=Arial][/font][/align][align=left][font=Arial][/font][/align][align=left][font=Arial][size=2][/size][/font][/align][align=left][img=417,309]http://www.tam.gov.tw/news/2007/200703/Chamber.jpg[/img][/align][align=left][font=Arial][size=2]　　[/size][/font][/align][align=left][font=Arial][size=2]      因此科學家嘗試在實驗室中重現地磁反轉的現象。拉脫維亞里加的科學家曾在2000年時一樣以熔化的液態鈉填充在圓柱筒中快速旋轉的方式產生的磁場，選擇鈉的原因是它的導電率很高、重量很輕，且在攝氏98度就可熔化成液態。不過這個磁場卻呈現靜態、不反轉的情況，因此只能算是部分成功。Berhanu等人利用類似的方式，在圓柱筒中裝載了160公升的鈉，並將之加熱到攝氏110度左右。可是在圓柱兩端設置兩扇鐵製螺旋槳、以相反方向來攪動液態金屬鈉。最後，這個圓柱中的鈉雖然形成擾流的樣貌，但卻沿著圓柱筒的轉動軸方向產生磁場。[/size][/font][/align][align=left][font=Arial][size=2]　　[/size][/font][/align][align=left][font=Arial][size=2]      其中，如果螺旋槳轉動速率相同但方向相反，則產生的磁場會維持固定不變的狀態。可是當它們的轉動速率不同時，液態鈉的運動就會變得很複雜，比較類似地球內部的狀態，而且產生的磁場極性會隨意變換，每次變換後只能維持約10秒∼180秒而已；不過某一磁極性的持續時間會比另一種久一些，這些科學家猜測這可能是受到地球磁場的影響所致。[/size][/font][/align][align=left][font=Arial]資料來源：[url=http://www.nature.com/news/2007/070305/full/070305-14.html][color=#0000ff]http://www.nature.com/news/2007/070305/full/070305-14.html[/color][/url], 2007.03.09, KLC[/font][/align][/size]

甘都是咩都會倒轉哂