Причины того, почему Земля является магнитом начали искать еще в 16 веке англичане Норман и Гильберт. Последний был уверен, что вся наша планета состоит из магнитного камня. Но конечно такая теория очень скоро оказалась несостоятельной. Разберем на мой взгляд самые интересные.
Гипотеза Я.И. Френкеля.
Советский физик в 1947 году предложил гипотезу, согласно которой земное ядро находится в жидком состоянии, и состоит из хорошо проводящего материала - железа. В таком жидком ядре конечно должны возникнуть течения, то есть движения зарядов, а значит появятся электрические токи, намагничивающие Землю.
Теория Френкеля опиралась на версию американца Эльзассера, который в 1939 году предположил существование в жидком земном ядре конвекционных термотоков, но была более совершенной. Выводы советского ученого получили свое развитие в дальнейшем.
Гипотеза Шустера, Лебедева, Блэкетта.
Артур Шустер - профессор Кембриджского университета, после того как было обнаружено существование магнитного поля Солнца, предложил гипотезу о том, что магнетизм - свойство любого вращающегося тела.
Наиболее известные экспериментальные проверки версии Шустера провели П.Н. Лебедев и П. Блэкетт.
Выдающийся русский экспериментатор Петр Николаевич Лебедев взял металлическое кольцо и раскрутил его до частоты 35 000 об/мин. Рядом с кольцом был поставлен чувствительный магнитометр. Идея эксперимента была следующей: Лебедев считал, что под действие центробежной силы электроны в атомах немного сместятся, поверхность получит отрицательный заряд, что вызовет появление магнитного поля. Но магнитометр поля не обнаружил...
К гипотезе вернулся в 1947 году Патрик Блэкетт - профессор Манчестерского университета. Он вывел универсальную формулу, которая позволяла рассчитать зависимость магнитного поля любого вращающегося объекта. В нее входили скорость света и гравитационная постоянная. Формулу Блэкетт решил проверить сам. Для этого далеко от промышленных предприятий, в поле, был построен сарай без использования железных элементов конструкции. Чувствительность магнитометра составляла десятимиллиардную долю гаусса. Ночью привезли 20 -ти килограммовый цилиндр из чистого золота и установили в сарае. По формуле Блэкетта выходило, что достаточно вращения Земли, чтобы вокруг цилиндра возникло магнитное поле. Но опыт вышел строго отрицательным.
Гипотеза динамомеханизма в жидком земном ядре.
Земля - сложная система. Это вращающийся толстостенный шар, стенки которого состоят из вещества мантии, а внутри заполнено расплавленной проводящей жидкостью, в которой находится твердое ядро. При вращении Земли внешний слой жидкого пласта немного отстает от вращающейся мантии, вследствие чего в этой проводящей жидкости возникают течения и потоки.
Всю эту модель можно представить как динамо-машину (генератор). В слабом магнитном поле, создаваемым геомагнитными материалами, вращается замкнутый контур из проводящей жидкости. В результате электромагнитной индукции в контуре возникает ток, создающий вокруг себя новое магнитное поле, которое складывается с изначальным и усиливает его. Кроме того, данная гипотеза позволяет объяснить смену магнитных полюсов.
Вторая теория является бесперспективной, а вот работы в области магнитного динамо Земли продолжаются, хотя все три теории внесли большой вклад в понимание процессов возникновения магнитных полей не только у Земли, но и других космических объектов.
