[揽瓜阁精读] 96. 地球磁极

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        • Weakening in the magnetic field
        • debate
                ○ Will recover
                ○ The reversal of the magnetic field
        • Magnetic field
                ○ Motion of electrons
                        § Mechanical energy →magnetic energy
                ○ Rotation + gravitational & thermodynamic effects
                ○ Short-term behavior
                ○ Long-term : paleomagnetic record
                        § Earth's field : reversed
                                □ e.g. 1906[BB]: discovery of rocks
                                □ 1965 published the first detailed study
                                □ Today
                                        ® Magnetic: exist in either of 2 polarity states
                                                ◊ Normal & reverse
                                                ◊ 3.6 million years: >9 reversals
                        § Not instantaneously
                                □ 98% stable
                                □ 2% unstable

Cynthiahty

第九十五天：地球磁极
incline 倾向于
electrons 电子
motion 运动
dynamo 发电机
paleomagnetic 古地磁
axon 轴
mechanism 机制
1P：地理学家发现地球磁场快速的减弱，如果速度保持不变，仅仅1500年磁场就要消失了。大多数认为是可以恢复强度的磁场抑制，但是不能忽视反复的现象—地磁场逆转。
2P：普遍看法是磁场是外地核自由电子对流形成的。地球自转就像是自主发电，将机械能变成磁能。
3P：这些对短期活动的解释解释不了长期变化。研究地球动力必须研究古地磁—一旦形成就被冻在岩石里面。
4P：B认为地磁场自我逆转。他发现了磁性指向与地磁场相反方向的岩石。他的看法饱受争议。随着J的发现，这个看法才逐渐被接受。正常状态—地理北极，逆转状态—地理南极。
5P：对岩浆的研究发现过去的360万年里至少有九次大逆转。
6P：反转不是立刻发生的，这个过程循序渐进需要几千年。这些发现对地球动力学的机制有了更好的了解。

王大木mm

结构：提出两个现象，解释原因，研究方法的现状和发展，说明未来研究趋势。

P1 一个世纪多地理物理学家观察到地球磁场力量的持续稳定和明显的减弱。实际上，如果这个趋势继续按照当前的速度，磁极会完全在仅仅1500年消失。大多数调查者倾向于认为这个消亡仅仅是磁极自带的躁动的一个方面，它会恢复能量，但是不能忽略地球磁场减弱导致一个现象--磁极转换的这种可能性。
P2 哪个场景正确？答案封存在地表3000千米以下的外核，地球磁场是由自由电子在外地核运动而形成，这个理论假设地核是自我维持系统，在这个地球发电系统地球自转，和重力和热动能效应，一起驱动流动而产生磁场。
P3 即使发动机基本原理建立了，地理物理学家还是不太明白地球内部的热动力学，流体力学和电气性能以建立地球动力学。需要了解古地磁记录来研究很长一段时间内的地球磁场。
P4 古地磁记录导致了第一个发现地球磁场会自我颠倒，这是由法国物理学家BB1906年提出的，他被磁石的磁极方向和地球磁场相反吸引，为此争论了超过50年。直到VZ和他同事发表了第一个关于南非熔岩磁极颠倒的古磁记录的详细研究，这个理论才被大众接受，这个是当今地理物理学界的信条。
P5 1960年代的研究做了研究产生极性的变化记录，过去360万年发生了不少于9次大颠倒，最远可以追溯到1亿7千万年前。
P6 古磁学记录表明，地球磁场不是突然颠倒的，整个转变过程持续了几千年，所以98%的时间磁场是稳定的，但是剩下的2%时间是不稳定的且形状不明显的。需要长期基于岩石中的数据来研究倒转磁场。这些研究会对地球动力学机制提供无价的探测。

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96. 地球磁极
P1：地球磁场可能在减弱，甚至消失。转折，有些人觉得这只是正常的循环。转折，地球磁场还可能翻转。
P2：介绍了地磁场的产生原理。一句话说清楚就是，mantle 绕着core转，像发电机一样产生磁场。
P3：转折，但是对mantle绕着转的热动力等等问题还不是很清晰。然后介绍了地磁翻转的学说发展历史。
P4：忘记了讲的什么东西。
补充：
P3后面，先转折，说的是研究现在的一些地质状况很容易。再转折，如果要研究历史上的东西，就要看史前的封存的岩石了。
P4：递进，这里才开始讲学说史，如何利用封存起来的evidence研究。
P5：递进，历史上总共发生了不少于xxx次的xxx，最近的一次是xxx。
P6：递进，磁场不是一下子翻转完成了，中间可能要持续上千年。递进，科学家们要好好研究啊。

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P1

-地球磁场正在逐渐减弱，最终将会消失。

-有的人认为磁场衰弱是波动的最终会回复，有的人认为会出现磁场掉转。

P2

-寻找真相，探索地幔和地心之间的夹层。

-人们普遍认为是地心的电子运动形成磁场。

-geodynamo理论认为地心把物理能量转换为磁能，地球转动影响地心，形成磁场。

P3

-但是科学家不清楚地球内部的情况，geodynamo理论缺乏验证。

-目前的测量手段只能观测短期的磁场变化，还需要远古时期的磁场数据。

P4

-B提出根据远古记录地球磁场调转过。

-这个说法引起争议，直到1960年Z发表论文提供证据，这个说法才被接受。

-现在普遍认为一个磁场能存在在两极。

P5

-研究过去的岩浆数据，上一次磁极调转约在170m年前。

P6

-远古记录表明磁极不是一下子就调转了，调转过程要持续几千年。

-大部分时间磁极是稳定的，只有少部分时间磁极不稳定形状也不明显。

-地理学家根据石头研究过去磁场调转的长期记录。

-能探寻geodynamo理论的隐藏机制。

薯片家的

提出问题
P1：发现磁场变小了，有可能在1500年就没了，有些科学家说没啥大碍，以后会恢复的，但有写科学家不否定磁场变小会带来两级反转的可能性
背景
P2：这个答案就埋藏在地球那个地幔和地心之间，说了下磁场咋形成的
过程
P3：科学家们还不能完整制作出这个磁场模型，想要弄清楚磁场就要遭到久远的当磁场形成时的化石记载
递进
P4：刚开始有个科学家看了化石后提出磁场可能反转过，没人相信，过了几十年，又有个发表相关论文，这才让地质学家们都相信
递进
P5：说那个论文的证据表明最近的反转在73万年前
没解决问题，但有了重大价值的发现
P6：两级反转不是突然形成的，需要经过几千年，所以98%的时间磁场都是稳定的，2%我们会记载下来再研究，这对地球内永动机的构造提供了很大价值

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结构：
P1:探究地球磁场持续减弱现象
P2:答案
P3:提出古地磁理论
P4:BB关于磁场逆转理论的研究
P5:磁场逆转理论的数据证明
P6:古地磁理论的作用

段落大意:
第一段：
--现象：地球磁场强度持续减弱，趋势下去地球磁场可能会消失，
--原因：1.是该领域固有的一个现象，最终会恢复 2.有可能是地球磁场的逆转
第二段：
--答案有可能是夹在地球的地幔和固体的内核之间的熔融金属
--地球磁场发电机理论：假定地核的行为就像一台自持发电机，是一种将机械能转化为磁能的装置，在地球发电机中，地球的自转，以及地核内部和周围的引力和热力学效应，驱动了产生磁场的流体运动
第三段：
--虽然发电机作用的基本原理已经确立，但地球物理学家对地球内部的热力学、流体力学和电学性质的了解还不够充分，无法构建一个普遍接受的地球发电机模型
--要研究发电机在岩石上的活动，就必须求助于古地磁记录-从岩石形成之时起就被冻结在岩石中的古代磁性
第四段：
--BB第一次提出古磁理论观点
--观点的争议性：观点在五十多年的时间里引起了激烈的争论，直到后来，发表了关于南非熔岩中古地磁记录的磁场逆转的第一份详细研究报告的时候，这个观点才被科学界普遍接受
--普遍认同基本原则（磁场逆转）：地球磁场可以存在于两种极性状态中的任何一种:一种是“正常”状态，在这种状态下，寻北的罗盘指针指向地理上的北方;另一种是“反向”状态，在这种状态下，罗盘指针指向地理上的南方
第五段：
--20世纪60年代记录表明，过去有不少于9次的磁场逆转（360万年前，最近的发生在73万年前）
第六段：
--古地磁记录：地磁场不会瞬间从一种极性状态逆转到另一种极性状态，相反，这过程涉及一个通常跨越几千年的过渡期，因此，在98%的时间里，地磁都是稳定的其形状也很好理解，但是在剩下的2%的时间里，磁场是不稳定的，它的形状也不明显
--应用：地球物理学家最重要的任务是根据刻在石头上的过去事件有时模糊而复杂的记录，记录倒转场的行为一一它的形状变化和强度波动，这些发现为地球发电机的隐藏机制提供了宝贵的探索

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文章主旨：解释地球磁场变弱的原因，证明是因为磁极反转
整体结构：现象解释型文章，地球磁场变弱，提出两种可能性——解释哪种可能是正确的（地磁产生原理——研究依据：古磁——表明地球磁极反转）
详细内容：
P1 发现现象：超过1个世纪的地理物理学家观察到地球的磁极力量已经稳定且大量地变弱。
原因推测：1）仅仅是磁场一个无休止的特点，会恢复；2）地磁正在反转
P2 -P5哪个解释才是正确的呢？
P2 磁场是怎么产生的
地核外层电流的自由电子运动产生了磁场：地核就像一个自我维持的发电机，将机械能量转化为磁场能量；在地理发电机，地球的转动，随着地核里面和周围的重力和热动能的影响，产生了液体流动，产生磁场
P3 讲述研究的依据——通过观察现在的磁场，间接方式，还要学习古磁场（从形成时期就冻在岩石的古代磁）
障碍：虽然明白发电机的基本原理，但是地理物理学家不明白热动力，液体机械学和电器特征怎么样在地球内部去构建地理发电机
P4 -P5 讲述古磁证据证明地球磁场会反转
-        古磁场证据说明第一个提议地球磁场会自己反转，B在1906年提出来，依据是发现了岩石里面的磁场跟地球的磁场是相反
-        受到50年的反对；知道1960年才被大部分接受，因为V和同事发表了南非古磁场记录的岩浆相反的磁场
-        今天成为基本规则
-        1960年研究记录了过去南北极连续的变化，在过去360万年，磁极反转不少于9次，最近一次是在73万年前。
P6 讲述磁极反转的过程，一次反转跨越几年前
98%的时间里，磁极是非常稳定的，形状是很好理解的。剩余的2%时间是不稳定的。
我的领域地理物理学家的首要认为就是记录反转的行为，作为编年史，给地理发电机的隐藏原理提供珍贵的探索

作者态度：第一人称，肯定地磁反转

杨翠花

文章共6段，结构：总-分-总

1. 阐述观测到地球磁场在减弱的事实，以及一些学者的观点。
有的学者认为：地球磁场继续衰退，1500年后磁场就会消失。
大多数学者认为：这是地球内部的反应，磁场会恢复。
作者的观点：地球磁场的翻转

2. 探讨磁场怎么形成的
地球表面3000KM下有outer core----> 在地幔和地核固体之间有一个熔化的metal sandwich
大众接受的观点：电磁场是由在outer core的自由电子的运动产生的------> core 像自我持续的dynamo （机械能量转为电磁能量）-----> 地球的旋转驱动液体运动------> 产生磁场

3. 转折提出地质物理学家仍然存疑，但是有办法可以验证。
科学家存疑：thermodynamics+ fluid mechanics + electrical propertities 如何构建出geodynamo的模型
其他办法：观察present-day field----> 获得短期行为细节------> 所以要回到新石器时代的记录

4. 延续第三段描述新石器时代的记录
发过物理学家BB观点：新石器时代的记录led to 第一个proposal——地球的磁场反转
VZ 发布的研究报告也记录发现了这一点。
作者观点：当今，这个发现是讨论地球电磁场是否可以存在于两极的基础

5. 描述1960年的研究的成果
-与过去polarity change的记录一致（过于3.6M年间里不少于9次主要的冲销）
-polarity transition的时间规模延申到170M 年

6. 新石器时代的记录的作用，以及未来的研究方向和意义
作用：地理电磁场并不是实时在冲销，98%的时候是稳定的且形态好理解的。
BUT 2%不稳定而且形态不明显。
foremost task: chronical reversing field的行为特征
意义：提供对goedynamo 隐藏的运营机制的invalluable probe