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江蘇邱成機(jī)電有限公司

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據(jù)國外媒體報道，火星磁場到底是如何消失的？來自加拿大多倫多大學(xué)的賈法爾·阿爾卡尼-哈梅德日前就該問題提出了一種新的觀點。阿爾卡尼-哈梅德認(rèn)為，一顆曾在火星附近運(yùn)行，后來又與之發(fā)生碰撞的較大小行星是導(dǎo)致火星磁場消失的真正原因。

在40億年之前，剛形成不久的火星也曾擁有過磁場，而且其強(qiáng)度還與地球磁場非常接近。不過，火星磁場在存在了短暫的時間后便神秘地消失了。

在解釋火星磁場消失的各種觀點中，最主要的一種認(rèn)為：隨著火星核的冷卻，其中液態(tài)金屬的對流逐漸減弱，最終導(dǎo)致了磁場的消失。

為了揭開火星磁場消失的秘密，阿爾卡尼-哈梅德與同事們設(shè)計了一套新的計算機(jī)模型。他們認(rèn)為，要想解釋磁場消失的原因，首先應(yīng)查清它是如何出現(xiàn)的。

加拿大科學(xué)家表示，當(dāng)年推動火星液態(tài)核心內(nèi)金屬流運(yùn)動的力量并非來源于火星內(nèi)部，而是來自一顆被年輕的火星所俘獲的大型小行星。

根據(jù)阿爾卡尼-哈梅德等人的計算，在太陽和木星的聯(lián)合作用下，這顆小行星可能曾沿一條穩(wěn)定的軌道繞火星飛行，兩者之間的距離約10萬公里。不過，在火星引力的作用下，該小行星開始逐漸地向火星靠近。當(dāng)兩者的距離接近到5~7.5萬公里時，小行星所產(chǎn)生的引力已足夠打破火星核內(nèi)部原有的平衡，并誘發(fā)其中金屬流的運(yùn)動，進(jìn)而產(chǎn)生出磁場。小行星在火星上誘發(fā)磁場的過程持續(xù)了大約5000~15000年。

在此之后，小行星仍在不斷地向火星靠近并使后者的磁場又維持了數(shù)百萬年的時間。阿爾卡尼-哈梅德認(rèn)為，如果該小行星的自轉(zhuǎn)方向與火星的保持一致，或者其沿相反的方向繞火星旋轉(zhuǎn)，那么火星磁場還有可能維持更長的時間。

最終，在火星引力的作用下，這顆小行星發(fā)生了分裂，有此產(chǎn)生的大量碎片落向火星并孕育出了一些龐大的環(huán)形山。

隨著小行星的解體，火星磁場也隨之消失了（確切地

說，應(yīng)是減弱為原先的數(shù)百分之一）--火星核內(nèi)部原有的對流現(xiàn)象太弱，不足以孕育強(qiáng)大的磁場。

而磁場的消失可能還在火星氣候變化的過程中發(fā)揮了極其重要的作用。據(jù)科學(xué)家們估價，在磁場消失后，火星的氣候逐漸由原先的溫暖濕潤變得寒冷干旱。

火星磁場消失之謎有新解：火星內(nèi)核被熔化

瑞士科學(xué)家們通過實驗室模擬實驗得出結(jié)論稱，數(shù)億年前就消失了的火星磁場不久后將再次恢復(fù)。據(jù)《新科學(xué)家》雜志報道稱，科學(xué)家們研究發(fā)現(xiàn)，火星的部分內(nèi)核被熔化是導(dǎo)致火星磁場消失的主要禍?zhǔn)住?/p>

以瑞士聯(lián)邦工學(xué)院（位于蘇黎世）的安德魯-斯圖阿爾特為首的瑞士科研小組通過模擬實驗成功再現(xiàn)了火星內(nèi)核部分地區(qū)的壓力和溫度。在此次模擬實驗中，科學(xué)家們利用填充了鐵、鎳和硫混合物的金剛石密封艙，它的壓力被調(diào)節(jié)到了40兆帕斯卡。通過實驗，研究人員成功發(fā)現(xiàn)，在火星內(nèi)核溫度達(dá)到1500開氏度時，密封艙內(nèi)的混合物應(yīng)該處于液態(tài)狀。不過內(nèi)核外層會出現(xiàn)固化現(xiàn)象。當(dāng)然，只有在火星內(nèi)核中硫的含量不超過10.6%時才會出現(xiàn)上述現(xiàn)象?？茖W(xué)家們稱，這可以解釋火星的磁場為何消失了，同時也可以解釋地球的磁場為何至今仍然存在?？茖W(xué)家們認(rèn)為，地球磁場之所以至今依然存在，就是因為地核內(nèi)部是固態(tài)的。固態(tài)地核內(nèi)層與被熔化了含大量鐵的外層相互摩擦便產(chǎn)生了地球磁場，其工作原理類似于直流發(fā)電機(jī)。

科學(xué)家們表示，如果火星內(nèi)核被熔化了的部分能夠重新結(jié)晶變成固態(tài)形式，那么消失已久的火星磁場還將再次出現(xiàn)。

物理術(shù)語編輯 播報

磁感線（Magnetic Induction Iine）：在磁場中畫一些曲線，用（虛線或?qū)嵕€表示）使曲線上任何一點的切線方向都跟這一點的磁場方向相同（且磁感線互不交叉），這些曲線叫磁感線。磁感線是閉合曲線。規(guī)定小磁針的北極所指的方向為磁感線的方向。磁鐵周圍的磁感線都是從N極出來進(jìn)入S極或傳向無窮遠(yuǎn)處，在磁體內(nèi)部磁感線從S極到N極。

磁感線是為了形象地研究磁場而人為假想的曲線，并不是客觀存在于磁場中的真實曲線。但可以根據(jù)磁感線的疏密，判斷磁性的強(qiáng)弱。磁感線密集，則磁性強(qiáng)，稀疏，則弱。

磁感應(yīng)強(qiáng)度：與磁力線方向垂直的單位面積上所通過的磁力線數(shù)目，又叫磁力線的密度，也叫磁通密度，用B表示，單位為特斯拉（T）。

磁通量：磁通量是通過某一截面積的磁力線總數(shù)，用Φ表示，單位為韋伯（Weber），符號是Wb。 通過一線圈的磁通的表達(dá)式為：Φ=B·S（其中B為磁感應(yīng)強(qiáng)度，S為該線圈的面積。） 1Wb=1T·m2

安培力：（左手定則）F=BILsinθ 矢量表達(dá)式：F=I×BL。

洛倫茲力：（左手定則）（微觀上）F=qvBsinθ 矢量表達(dá)式：F=qv×B。

模擬實驗編輯 播報

電腦模擬系統(tǒng)破解地球磁場南北顛倒之謎

美國《國家地理雜志》發(fā)表文章解釋了地球磁場“南北顛倒”的原因。1845年德國數(shù)學(xué)家卡爾·高斯開始記錄地球磁場數(shù)據(jù)，與那時相比，今天的磁場強(qiáng)度減弱了近10%左右。而且這種勢頭還將繼續(xù)。

從地質(zhì)記錄來看，地球磁場平均大約每20萬年翻轉(zhuǎn)一次

，不過時間也可能相差很大，并不固定，上一次磁場翻轉(zhuǎn)是在78萬年前。

專家認(rèn)為，地球磁場來自地球深處的地心部分。固體的地心四周是處在熔解狀的鐵和鎳液體。地心在金屬液中的運(yùn)動，產(chǎn)生了電流，形成了地球磁場。而該磁場屏蔽了宇宙射線，主要是太陽風(fēng)暴對地球的襲擊，保護(hù)了地球生命的延續(xù)?？茖W(xué)家發(fā)現(xiàn)，火山巖漿凝固時，其中的鐵總是按磁場方向排列。專家把這一現(xiàn)象稱為地球動力學(xué)，地球磁場是由地球動力支配的，他們根據(jù)這一理論發(fā)展的電腦模擬系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)，地心周圍的液體物質(zhì)，總是處在不穩(wěn)定狀態(tài)，以非常緩慢的速度轉(zhuǎn)動，一般大約每年移動1°。然而在受到某種干擾時，這個速度會變得越來越快，使原有的磁場偏離極地越來越遠(yuǎn)，最后發(fā)生南北極互換的現(xiàn)象。

幾萬年來，蜜蜂、鴿子、鯨魚、鮭魚、紅龜、津巴布韋鼴鼠等動物一直依賴先天性的本能在磁場的指引下秋移春返，一旦磁場消失，它們的命運(yùn)很難預(yù)測。

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