[揽瓜阁精读] 96. 地球磁极

Chloyi

看一下～

Fate尼禄

P1:地质学家发现地球磁场正在变弱。一些人认为磁场会恢复，但也有一种可能就是地球磁场正在逆转。
P2：介绍了一下磁场怎么产生的：以上哪种理论是对的呢？答案在地表3000公里以下。现在人们公认的是磁场是由外地核的自由电子移动所产生的。这个理论认为地核是一个dynamo，把机械能（？）转化为磁场能量。在地球自转、重力等影响下产生了磁场。
P3：虽然这个基本的dynamo原理是知道的，但是地质学家还没有建立一个公认的geodynamo模型。要去研究dynamo的行为需要去看磁场的记录，从古老的磁场石头所形成时开始研究。
P4:证据表明地球的磁极曾经反转过。1906年B通过研究地球磁极方向相反的石头发现了。他的发现引发了学界长久的争吵，直到1960年J在南非发现了磁极反转的记录，这个理论才被大部分学界所认可。如今这已经是地质学家的共识：磁极有两种状态，一种正常的，一种逆转。
P5：1960年的研究发现地球在过去3.6百万年例逆转了9次磁极。
P6：记录表明磁极并不是突然反转的，这个过程要花几千年。98%的时间里磁场都是稳定的，但剩下2%的时间是不稳定的。对地质学家来说，揭露反转磁极长期的行为是很重要的任务。

anduyin

看一下！               

秋桂红

同意！               

Zoey一一

文章主旨：介绍并解释“地球磁场反转”这个现象；

第一段：【引出问题】过去一个世纪以来，地球物理学家已经发现地球的磁场正在稳定而显著的变弱。实际上，假如这个变弱的趋势以不变的速率继续下降的话，那么磁场将在1500年就消失了。【过去的观点】大多数探索者就开始认为这种衰弱仅仅只是场的一个内在固有的特征，并且他们还认为磁场会自己恢复强度。然而，【转折，新观点出现】我们不能忽视一种可能性：就是这种变弱的趋势是由于地球磁场的反转导致的。

第二段：下面两种情况中哪个是正确的？答案在地球表面下3000千米的地方，即处于地球的mantle和内固态核中间的一层“夹心层”（由molten metal填充着的）。【一个普遍的看法】现在普遍认为地球的磁场是由于在convecting外核的自由移动的电子产生的。【进一步解释该理论】该理论假设核表现为像一个自我维系的发电机，即它可以将机械能转化为磁场能。在geodynamo（地理发动机，一个比喻）中，地球的自转，加上重力和thermodynamic围绕在核周围的影响，这个地理发动机导致了液体的移动，进一步产生了磁场；
【小结：本段介绍了一个theory，详细介绍了地球磁场是如何产生了】

第三段：虽然关于这个地球发动机的基本原理已经非常成熟了，但是地球物理学家们对于thermodynamics, fluid mechanics以及地球内部电子的特征了解得还不够，因此没法建立一个比较普适的地球发动机的模型。然而【转折】，其内部的具体工作方式可以通过观察一天的磁场来得到。这些测度提供了磁场短期行为的很多细节，比如形状啊，"SV"，或者是常规的波动等等。为了研究这个发动机的活动，我们必须关注paleomagnetic的记录，即古代的磁场，他们随着时间逐渐形成并且被封印在岩石中了。
【小结：本段提出了一个局限性，就是其实科学家们还是搞不清楚这个geodynamo具体是怎么工作的，但是也不用着急，有个新办法，就是关注古代的磁场的记录】

第四段：【承接上段，开始介绍这个paleomagnetic的证据】实际上，paleomagnetic的证据导致了一个新的提议：即地球的磁场本身反转了【点出首段的主题了，2,3段一直在铺垫】，这一观点是由法国物理学家BB在1906年首次提出的。B发现岩石与地球磁场的方向是正好相反的。他的发现遭受了50年以上的争议。直到1960年，JSBVZ即他的同事发表了来自于南非的熔岩的磁场反转的远古记录后，B的理论才被学界广泛接受。如今，这个观点已经是一个非常基础的原则了，即地球的磁场以两种状态中的任意一个存在：1.“normal state”，即指南针指向地理北方；2."reversal state"，即指南针指向地理南方。
【小结：本段终于提出了磁场反转的理论，2,3段都一直在铺垫】

第五段：【主要讲了过去有一些关于磁极反转的记录】

第六段：远古磁场记录证明，地球磁场不会瞬间从一个状态转化为另一个状态。相反，这个转化的过程需要时间，一般会持续几千年。因此，几乎98%的时间，磁场都是非常稳定的，并且它的形状也很正常。但是剩下2%的时间，磁场都非常不稳定，并且其形状也不明显。最重要一个工作就是将反转磁场记录到史册，其变化的形状以及波动的强度——都基于过去一些事件，他们都被记录在石头上。这个发现给geodynamo背后隐含的机制提供了无价的探索。

秋桂红

kartzzz

感谢分享！               

Uchujin

1

anduyin

文章耗时：5min10’
文章类型：异常现象——磁极减少的原因究竟是啥
文章结构
第一段：介绍了一个磁极减少现象，提出两个假设来猜测原因
第二段：介绍了磁极产生的原理——和一个geodynamo有关
第三段：进一步研究这个模型的突破口
第四段：逆转是磁极减少的原因
第五段：研究的样本跨度
第六段：逆转磁极有时间周期，能研究出来就是突破
文章大意
第一段：科学家发现地球磁极的力量在稳步的减弱，已经超过一个世纪了。确实，假如保持下去的话，这个磁极会在1500年左右小时。很多人认为这个只是自然现象，他会自己回复的。有些人认为可能表明这个现象可能暗示这地球磁极的逆转。
第二段：上述两个哪个是正确的。答案在地球外核表面下的3000km，这个核是夹在地球地幔和坚固的内核之间的一团缓慢翻腾的熔化金属。大家普遍认为磁极是有对流外核的自由电子的移动产生的。这个理论认为核心像一个自我维持的发电机，这个装置可以将机械能转为磁能。在地理发电机，地球的旋转，加上引力和发电机对于核心周围的作用，驱动了流动的移动从而产生了磁极。
第三段：尽管发电机原理大家都是知道的，但是地理学家不知道热力学，流体力学还有地球内部的电磁性质以至于无法搞出适用性高的地理发电机模型。不过这个可以通过现在的磁场来隐晦地观察到。这些测量包含了对于磁场短期行为的诸多细节，不如形状还有长期变化，或者普遍的波动。为了了解长期的发电机活动，必须了解古地磁学的计记录，即古代磁场冻结成岩石的形成时间。
第四段：确实，古地磁学的证据导致人们首次认为地磁自己你赚了，被B提出，这是根据一个发现了岩石的磁场和地球相反的方向的记录。他的观点被好多人争辩超过了50年。直到早期1960年代，Z还有他的同事搞出了南美的岩浆石头的逆转磁场记录，大家开始接受这个观点了。现在大家认为磁场可以搞两个地级，一个是普通的状态，寻北罗盘的指针指向地理上的北方，还有逆转状态，指向的是地理的南方。
第五段：1960年对于岩浆的记录包含了过去持续的地级改变，有涵盖在过去360万年前不少于九次的主要逆转，最近的是730000年以前的。从那以后，逆转的时间规模被扩大到了1.7亿年。
第六段：记录表明逆战不是一下子的。有个周期持续几千年，98%的时间磁场稳定，形状可以理解，2%的磁场不稳定而且形状不明显。最重要的认为在于给转换的磁场编年，根据转换的形状还有波动的强度，基于有时微弱和复杂的过去被刻在石头的活动记录。记录它为揭示地球发电机的潜在机理提供了宝贵的探索
生词
1.churning 漩涡的 2.dynamo 发电机 3. thermodynamics 热力学 4. secular 长期的 5.aeon 长期的 6.compass 磁盘 7.needle 指针

盐盐小羊

dd