De ce câmpul magnetic al Pământului se „învârte” la fiecare milion de ani sau cam așa ceva? Oricare ar fi motivul sau motivele, modul în care curge fierul lichid al miezului exterior al Pământului - curenții, structura, ciclurile sale pe termen lung - este important, fie ca cauză, efect, sau puțin din ambele.
Componenta principală a câmpului Pământului - care definește poli magnetici - este un dipol generat de convecția de nichel-fier topit în miezul exterior (miezul interior este solid, deci rolul său este secundar; nu uitați că miezul Pământului este bine peste temperatura Curie, deci fierul nu este feromagnetic).
Dar despre structura fină? Nucleul exterior are echivalentul fluxurilor de jet ale atmosferei Terrei, de exemplu? Cercetări recente efectuate de o echipă de geofizicieni din Japonia aruncă ceva lumină asupra acestor întrebări, ceea ce sugerează ceea ce cauzează flipurile polului magnetic.
Despre imagine: Această imagine arată cum o particulă imaginară suspendată în miezul exterior al Pământului lichid tinde să curgă în zone chiar și atunci când condițiile din geodinamism sunt variate. Culorile reprezintă vorticitatea sau „cantitatea de rotație” pe care o experimentează această particulă, unde roșul semnifică flux pozitiv (est-vest) și albastru semnifică flux negativ (vest-est). De la stânga la dreapta arată modul în care fluxul răspunde la creșterea numerelor Rayleigh, care este asociat cu fluxul condus de flotabilitate. De sus în jos arată modul în care fluxul răspunde la creșterea vitezei unghiulare a întregului sistem geodinamic.
Vânturile cu jet de jet care înconjoară globul și cele din atmosfera gigantilor gazului (Jupiter, Saturn etc.) sunt exemple de fluxuri zonale. „O caracteristică comună a acestor fluxuri zonale este aceea că sunt generate spontan în sistemele turbulente. Deoarece se crede că nucleul exterior al Pământului este într-o stare turbulentă, este posibil să existe un flux zonal în fierul lichid al miezului exterior ”, spune Akira Kageyama de la Universitatea Kobe și colegii lor, în recentele lor lucrări Nature. Echipa a găsit un model de flux secundar atunci când a modelat geodinamicul - care generează câmpul magnetic al Pământului - pentru a construi o imagine mai detaliată a convecției în miezul exterior al Pământului, un model de flux secundar format din plumele radiale interioare asemănătoare cu foi, înconjurate de vest curgere zonală cilindrică.
Această lucrare a fost realizată cu ajutorul supercomputerului Earth Simulator, cu sediul în Japonia, care a oferit o rezoluție spațială suficientă pentru a determina aceste efecte secundare. Kageyama și echipa sa au confirmat, de asemenea, folosind un model numeric, că această structură cu convecție dublă poate coexista cu convecția dominantă care generează polii nord și sud; aceasta este o verificare a consistenței critice a modelelor lor, „Confirmăm numeric că structura cu convecție dublă cu un astfel de flux zonal este stabilă sub un câmp magnetic dipol puternic, auto-generat”, scriu ei.
Acest tip de flux zonal în miezul exterior nu a mai fost văzut în modelele geodinamice, din cauza lipsei de rezoluție suficientă la modelele anterioare. Ce rol joacă aceste fluxuri zonale în inversarea câmpului magnetic al Pământului este un domeniu de cercetare pe care rezultatele Kageyama și echipa sa, care vor putea fi urmărite acum.
Surse: World Physics, bazat pe o lucrare din numărul din 11 februarie 2010 al Naturii. Pagina de pornire a Simulatorului de Pământ
