Miten Maan magneettikenttä syntyi?
Magneettikenttä johtuu Maan sisässä olevien sulien metallien virtauksista.
Maan magneettikenttä muistuttaa monessa suhteessa sauvamagneetin ympärille muodostuvaa magneettikenttää, sillä molemmat ovat kaksinapaisia. Ne kuitenkin syntyvät eri tavoin. Sauvamagneetissa magneettikenttä perustuu saman suuntaisiksi järjestyneisiin alkeismagneetteihin, rauta-atomeihin.
Jos rautatanko kuumennetaan riittävän kuumaksi, järjestys rikkoutuu ja sauva menettää magneettisuutensa. Näin käy noin 800 asteessa eli niin sanotussa Curie-pisteessä.
Koska Maan sisällä vallitseva lämpötila ylittää Curie-pisteen, ferromagneettisista aineista ei voi muodostua siellä kestomagneettia. Magneettikenttä syntyykin suurimmaksi osaksi planeetan sisällä olevien sähköisten aineiden, sulien metallien virtauksista. Nestemäisessä ulkoytimessä tapahtuu konvektiovirtauksia, joissa lähinnä ydintä olevat metallit kuumenevat ja nousevat lähemmäs pintaa. Jäähdyttyään ne painuvat kohti sisäydintä.
Niin sanotun dynamoteorian mukaan magneettikenttää pitää yllä yksinkertaistetusti se, että sähköä johtava aine, kuten rauta, kulkee magneettikentän läpi, jolloin syntyy taas sähkövirtoja. Maan pyörimisliike tekee magneettikentästä kaksinapaisen. Siitä, mikä tällaisen kiertokulun on aikanaan sysännyt liikkeelle, on useita teorioita. Alkuperäisen magneettikentän on voinut luoda esimerkiksi differentioituminen eli alkuaineiden erottuminen toisistaan Maan muotoutumisen alkuaikoina. Se sai aikaan ytimen ja painovoiman muodostumisen, lämmitti vaipan ja ehkä käynnisti konvektiovirtaukset.
Maan magneettikenttää kartoittaneen tanskalaisen Ørsted-satelliitin keräämien tietojen perusteella ulkoytimessä näyttää vaikuttavan 6–8 isoa pyörrevirtausta. Ne ilmeisesti aiheuttavat magneettikentän suunnan ja voimakkuuden ajoittaiset muutokset.
Tällä hetkellä magneettikenttä näyttää olevan hieman heikkenemässä. Magneettiset navat ovat myös liikkeessä. Ne kulkevat 10–50 kilometrin vuosivauhtia. Nämä seikat saattavat ennakoida magneettisten napojen vaihtumista, minkä tiedetään tapahtuneen useita kertoja aiemmin Maan historiassa.
Maan metalliytimessä tapahtuvien jokseenkin säännöllisten virtauksien lisäksi magneettikenttään vaikuttavat todennäköisesti myös muut seikat, kuten maankuoren magneettiset aineet ja sähköisesti varautuneista hiukkasista koostuva aurinkotuuli.
Kaipaatko vastausta johonkin? Lähetä kysymyksesi tästä: Kysy meiltä