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江蘇邱成機(jī)電有限公司

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據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道，火星磁場(chǎng)到底是如何消失的？來(lái)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(wèn)題提出了一種新的觀點(diǎn)。阿爾卡尼-哈梅德認(rèn)為，一顆曾在火星附近運(yùn)行，后來(lái)又與之發(fā)生碰撞的較大小行星是導(dǎo)致火星磁場(chǎng)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(guò)磁場(chǎng)，而且其強(qiáng)度還與地球磁場(chǎng)非常接近。不過(guò)，火星磁場(chǎng)在存在了短暫的時(shí)間后便神秘地消失了。

在解釋火星磁場(chǎng)消失的各種觀點(diǎn)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(duì)流逐漸減弱，最終導(dǎo)致了磁場(chǎng)的消失。

為了揭開火星磁場(chǎng)消失的秘密，阿爾卡尼-哈梅德與同事們?cè)O(shè)計(jì)了一套新的計(jì)算機(jī)模型。他們認(rèn)為，要想解釋磁場(chǎng)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(dòng)火星液態(tài)核心內(nèi)金屬流運(yùn)動(dòng)的力量并非來(lái)源于火星內(nèi)部，而是來(lái)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(jì)算，在太陽(yáng)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(wàn)公里。不過(guò)，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(wàn)公里時(shí)，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(dòng)，進(jìn)而產(chǎn)生出磁場(chǎng)。小行星在火星上誘發(fā)磁場(chǎng)的過(guò)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(chǎng)又維持了數(shù)百萬(wàn)年的時(shí)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(chǎng)還有可能維持更長(zhǎng)的時(shí)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(chǎng)也隨之消失了（確切地

說(shuō)，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(duì)流現(xiàn)象太弱，不足以孕育強(qiáng)大的磁場(chǎng)。

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

火星磁場(chǎng)消失之謎有新解：火星內(nèi)核被熔化

瑞士科學(xué)家們通過(guò)實(shí)驗(yàn)室模擬實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論稱，數(shù)億年前就消失了的火星磁場(chǎng)不久后將再次恢復(fù)。據(jù)《新科學(xué)家》雜志報(bào)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(chǎng)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(guò)模擬實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(guò)實(shí)驗(yàn)，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(shí)，密封艙內(nèi)的混合物應(yīng)該處于液態(tài)狀。不過(guò)內(nèi)核外層會(huì)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(guò)10.6%時(shí)才會(huì)出現(xiàn)上述現(xiàn)象。科學(xué)家們稱，這可以解釋火星的磁場(chǎng)為何消失了，同時(shí)也可以解釋地球的磁場(chǎng)為何至今仍然存在。科學(xué)家們認(rèn)為，地球磁場(chǎng)之所以至今依然存在，就是因?yàn)榈睾藘?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(chǎng)，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(chǎng)還將再次出現(xiàn)。

物理術(shù)語(yǔ)編輯 播報(bào)

磁感線（Magnetic Induction Iine）：在磁場(chǎng)中畫一些曲線，用（虛線或?qū)嵕€表示）使曲線上任何一點(diǎn)的切線方向都跟這一點(diǎn)的磁場(chǎng)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?yàn)榇鸥芯€的方向。磁鐵周圍的磁感線都是從N極出來(lái)進(jìn)入S極或傳向無(wú)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(chǎng)而人為假想的曲線，并不是客觀存在于磁場(chǎng)中的真實(shí)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(guò)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(guò)某一截面積的磁力線總數(shù)，用Φ表示，單位為韋伯（Weber），符號(hào)是Wb。 通過(guò)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(shí)驗(yàn)編輯 播報(bào)

電腦模擬系統(tǒng)破解地球磁場(chǎng)南北顛倒之謎

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

從地質(zhì)記錄來(lái)看，地球磁場(chǎng)平均大約每20萬(wàn)年翻轉(zhuǎn)一次

，不過(guò)時(shí)間也可能相差很大，并不固定，上一次磁場(chǎng)翻轉(zhuǎn)是在78萬(wàn)年前。

專家認(rèn)為，地球磁場(chǎng)來(lái)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(dòng)，產(chǎn)生了電流，形成了地球磁場(chǎng)。而該磁場(chǎng)屏蔽了宇宙射線，主要是太陽(yáng)風(fēng)暴對(duì)地球的襲擊，保護(hù)了地球生命的延續(xù)。科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，火山巖漿凝固時(shí)，其中的鐵總是按磁場(chǎng)方向排列。專家把這一現(xiàn)象稱為地球動(dòng)力學(xué)，地球磁場(chǎng)是由地球動(dòng)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(dòng)，一般大約每年移動(dòng)1°。然而在受到某種干擾時(shí)，這個(gè)速度會(huì)變得越來(lái)越快，使原有的磁場(chǎng)偏離極地越來(lái)越遠(yuǎn)，最后發(fā)生南北極互換的現(xiàn)象。

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

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