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외신 보도에 따르면 화성 자기장은 도대체 어떻게 사라졌을까?캐나다 토론토대학에서 온 자파르 알카니-하메드는 일전에 이 문제에 대해 새로운 관점을 제기했다.알카니-하메드는 화성 부근에서 운행하다가 충돌한 비교적 큰 소행성이 화성 자장이 사라지는 진정한 원인이라고 주장했다.
40억 년 전에 형성된 지 얼마 되지 않은 화성도 자기장을 가진 적이 있으며, 그 강도는 지구 자기장과 매우 가깝다.그러나 화성 자장은 잠시 존재한 후 신비롭게 사라졌다.
화성의 자장 소멸을 설명하는 여러 가지 관점 중에서 가장 주요한 것은 화성의 핵이 냉각됨에 따라 그 중 액체 금속의 대류가 점차 약화되어 결국 자장의 소멸을 초래했다는 것이다.
화성 자기장이 사라진 비밀을 밝히기 위해 알카니 하메드는 동료들과 함께 새로운 컴퓨터 모형을 설계했다.그들은 자기장이 사라진 원인을 설명하려면 그것이 어떻게 나타났는지 먼저 알아내야 한다고 생각한다.
캐나다 과학자들은 당시 화성의 액체 상태 핵심 내 금속류 운동을 추진한 힘은 화성 내부에서 나온 것이 아니라 젊은 화성에 포획된 대형 소행성에서 나온 것이라고 밝혔다.
알카니-하메드 등의 계산에 따르면, 태양과 목성의 연합 작용으로 이 소행성은 약 10만 킬로미터의 거리를 가진 안정된 궤도를 따라 화성을 돌았을 것이다.그러나 화성의 중력에 의해 이 소행성은 점차 화성으로 접근하기 시작했다.양자의 거리가 5~7만 5천 킬로미터에 가까워졌을 때, 소행성이 생성하는 중력은 화성 핵 내부의 원래 균형을 깨뜨리고 그 중 금속류의 운동을 유발하여 자기장을 생성하기에 충분하다.소행성이 화성에서 자기장을 유발하는 과정은 약 5000~15000년 동안 지속되었다.
그 후에도 소행성은 화성에 끊임없이 접근하여 후자의 자기장을 수백만 년 동안 유지했다.알카니-하메드는 이 소행성의 자전 방향이 화성의 것과 일치하거나 반대 방향으로 화성을 돌면 화성 자장이 더 오래 유지될 가능성이 있다고 주장했다.
결국 화성의 중력의 작용하에 이 소행성은 분렬되였고 이로 하여 산생된 대량의 파편이 화성에 떨어져 일부 방대한 환형산을 배태하였다.
소행성이 해체됨에 따라 화성의 자기장도 따라서 사라졌다 (정확히
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화성 핵 내부의 기존 대류 현상은 강한 자기장을 잉태하기에 너무 약하다는 것이다.
자기장의 소멸은 화성의 기후 변화 과정에서 매우 중요한 역할을 했을 수도 있다.과학자들의 추산에 따르면 자기장이 소실된후 화성의 기후는 점차 원래의 따뜻하고 습윤한것으로부터 춥고 건조해졌다.
화성 자장 소실의 수수께끼는 새로운 해석이 있다: 화성 내핵이 용해되었다
스위스 과학자들은 실험실 시뮬레이션을 통해 수억 년 전에 사라졌던 화성의 자기장이 조만간 다시 회복될 것이라는 결론을 내렸다.뉴사이언스지에 따르면 과학자들은 화성의 일부 내핵이 용해된 것이 화성의 자장이 사라지는 주요 화근이라는 것을 연구했다.
스위스 연방공대(취리히 소재)의 앤드루 스투알트를 비롯한 스위스 과학연구팀은 시뮬레이션을 통해 화성 내핵 일부 지역의 압력과 온도를 재현하는 데 성공했다.이번 시뮬레이션에서 과학자들은 철, 니켈, 황 혼합물을 채운 금강석 밀폐실을 이용해 40메가파스칼까지 압력을 조절했다.실험을 통해 연구원들은 화성의 내핵온도가 1500개씨도에 이르렀을 때 밀봉선내의 혼합물이 액체상태에 있어야 한다는것을 성공적으로 발견하였다.그러나 내핵 외층에 경화 현상이 나타날 수 있다.물론 화성 내핵의 황 함량이 10.6% 를 넘지 않을 때만 이런 현상이 나타난다.과학자들은 이것이 화성의 자기장이 왜 사라졌는지를 설명할 수 있으며, 동시에 지구의 자기장이 왜 지금까지 여전히 존재하는지 설명할 수 있다고 말한다.과학자들은 지구 자기장이 지금까지 여전히 존재하는 것은 바로 지핵 내부가 고체이기 때문이라고 생각한다.고체 지핵의 내층과 대량의 철을 함유한 외층이 서로 마찰하면 지구 자기장이 생기는데, 그 작업 원리는 직류 발전기와 유사하다.
과학자들은 화성 내핵이 녹은 부분이 다시 결정돼 고체 형태로 변할 수 있다면 사라진 지 오래된 화성 자장이 다시 나타날 것이라고 말한다.
물리 용어 편집 방송
마그네틱 인덕션 라인(Magnetic Induction Iine): 자기장에 커브를 그려 (점선 또는 실선으로 표시됨) 커브의 모든 점의 탄젠트 방향을 이 점의 자기장 방향과 동일하게 만듭니다 (자기선은 서로 교차하지 않음). 이러한 커브를 자감선이라고 합니다.자기 감지선은 닫힌 곡선이다.소자침의 북극이 가리키는 방향을 자감선의 방향으로 규정한다.자석 주위의 자기 감지선은 모두 N극에서 나와 S극으로 들어가거나 무한한 먼 곳으로 전달되며, 자기 내부에서 자기 감지선은 S극에서 N극으로 전달된다.
자기감지선은 자기장을 형상적으로 연구하기 위해 인위적으로 가상한 곡선으로서 자기장에 객관적으로 존재하는 진실한 곡선이 아니다.그러나 자감선의 소밀에 따라 자성의 강약을 판단할 수 있다.자기 감지선이 밀집되어 있으면 자성이 강하고 성기면 약하다.
자기감응강도: 자기력선의 방향과 수직인 단위면적에서 통과하는 자기력선의 수는 자기력선의 밀도라고도 하며 자기통밀도라고도 하는데 B로 표시하면 단위는 테슬라 (T) 이다.
마그네틱 메트릭: 마그네틱 메트릭은 단위는 웨버(Weber), 기호는 Wb로 표시된 전체 면적의 마그네틱 메트릭을 통과하는 마그네틱 메트릭의 표현식은 Φ=B.S입니다. 여기서 B는 마그네틱 메트릭, S는 코일의 면적입니다.) 1Wb=1T·m2
암페어: (왼손 법칙) F=BILsin × 벡터 표현식: F=I × BL.
로렌츠 힘: (왼손 법칙) (미시적으로) F = qvBsin × 벡터 표현식: F = qv × B.
시뮬레이션 편집 방송
컴퓨터 시뮬레이션 시스템이 지구 자기장의 남북 전도 수수께끼를 풀다
미국 내셔널 지오그래픽은 지구 자기장이'남과 북이 전도된 이유'를 설명하는 기사를 실었다.1845년 독일의 수학자 칼 고스는 지구의 자기장 데이터를 기록하기 시작했는데, 그때에 비해 오늘날의 자기장 강도는 거의 10% 정도 약해졌다.그리고 이런 추세는 계속될 것이다.
지질 기록으로 볼 때, 지구 자기장은 평균 약 20만 년에 한 번씩 뒤집힌다
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| 10504 이중 아날로그 I/OBoard MT |
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그러나 시간이 많이 차이가 날 수도 있고 고정되지 않을 수도 있다. 마지막으로 자기장이 뒤집힌 것은 78만 년 전이었다.
전문가들은 지구 자장이 지구 깊은 곳의 지심 부분에서 나온다고 생각한다.고체의 지심 주위는 용해 상태에 있는 철과 니켈 액체이다.금속액에서 지심이 움직이면서 전류가 생겨 지구 자장이 형성되었다.그리고 이 자기장은 우주 방사선을 차단하는데, 주로 태양 폭풍이 지구에 대한 공격으로 지구 생명의 지속을 보호한다.과학자들은 화산 마그마가 응고될 때 그 속의 철은 항상 자장 방향에 따라 배열된다는 것을 발견했다.전문가들은 이 현상을 지구동력학이라고 하는데 지구자기장은 지구동력이 지배하고있다. 그들은 이 리론에 근거하여 발전한 컴퓨터시뮬레이션시스템에서 발견한데 따르면 지심주위의 액체물질은 늘 불안정한 상태에 처해있으며 아주 완만한 속도로 회전하며 일반적으로 해마다 약 1 ° 를 이동한다.그러나 어떤 간섭을 받을 때, 이 속도는 점점 더 빨라져 원래의 자기장이 극지에서 점점 멀어지고, 마지막에는 남북극이 서로 바뀌는 현상이 발생한다.
수만 년 동안 꿀벌, 비둘기, 고래, 연어, 붉은 거북, 짐바브웨 두더지 등 동물들은 줄곧 선천적인 본능에 의존하여 자장의 인도하에 가을에 봄으로 돌아오는데, 일단 자장이 사라지면 그들의 운명은 예측하기 어렵다.
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