在宇宙中並不是所有的行星都擁有磁場。
比如地球的鄰居火星就沒有磁場的存在,這也是火星無法成為一顆宜居星球的重要原因之一,也有科學家認為很久以前的火星是存在磁場的,只是後來不知因為什麼,導致了火星磁場的消失。所幸的是,我們的地球擁有穩定的磁場,而磁場對於地球生命的存在和發展具有重要的意義,可以說,磁場就是地球生命的保護層。
地球位於太陽系的宜居帶之內,與太陽保持著不遠不近的適宜距離,然而在這個距離上,地球也要面對來自太陽的風險,那就是太陽風,太陽風的本質是一種高能離子流,如果太陽風直接吹拂地球大氣,就會將地球大氣吹散,失去了大氣層,液態水就會蒸發逃逸,強烈的紫外線照射也會讓地球生命失去生存的空間。
而這一切之所以都沒有發生,就是因為地球擁有磁場的保護,地球磁場非常強大,可以對地球上方7萬公里的範圍產生影響。
太陽風的主要成分為氫電離子,當太陽風到達地球附近的時候,會受到來自地球磁場的干擾,之後這些氫電離子就會沿著地球磁場線的方向運動,而最終到達地球的兩極,並在地球兩極與電離層發生作用,繼而產生一種美麗的景觀,極光。
可見,地球磁場對於地球生命的意義非凡,那麼地球是如何產生磁場的呢?這裡,我們要引入一個物理學名詞,科里奧利力。科里奧利力是由法國氣象學家科里奧利所提出的一個假想中的力。也就是說這個力並不是客觀存在的。物體的運動會產生慣性,而科里奧利力就是由此而生。
在一個旋轉體系中,質點在進行直線運動的時候會由於慣性產生相對於旋轉體系的運動偏移,而科里奧利力就是對這種偏移的描述。
在加入了科里奧利力之後,便可以向描述普通慣性系中的運動一樣簡單去描述旋轉系統中的運動了,而由於地球本身就處於不斷旋轉之中,所以科里奧利力的提出對於描述地球上的流體運動具有著重要的意義。
地球不斷自轉,而在地球內部全部是可流動的熔岩物質,特別是地球的核心,是鐵與鎳的對流,於是在科里奧利力的作用下,磁場就這樣誕生了。地球磁場的產生除了和本身的自轉相關以外,還與月球有著很大的關係,由於月球引力的影響,地球內部的熔岩活動會更加活躍,地球磁場也會因此而相應增強。
如果讓地球停止自轉,地球磁場是否就會從此消失呢?
當地球的自轉停止,地球內部的熔岩活動會大幅度放緩,磁場也會相應減弱,但並不會徹底消失。那麼如果將月球推離地球,地球磁場是否會消失呢?失去了月球引力的影響,地球內部的熔岩活動會進一步放緩,磁場也會進一步減弱,但從理論上講,仍然不會完全消失。
而且這件事只能夠從理論上來講,因為我們無法真正把地球停下來,也沒有辦法將月球推出去。而且讓地球停止自轉對於現在的人類來說是沒有任何好處的,磁場減弱了,也就無法應對太陽風的侵襲,除非在遙遠的未來,由於太陽系環境的變化,我們打算將地球移動到其它的區域,才會考慮讓地球停止自轉。
讓地球停止自轉,無論是在現在,還是未來都是一件難以完成的任務。
這是因為,我們可以像科幻作品中描述的那樣,給地球安裝巨型發動機,施加與地球自轉方向相反的力,來幫助地球減速並最終停止自轉,但我們忽略了一個關鍵的問題,那就是地球並不是一個實心的鐵球,實際上它更像是一個雞蛋。
地球的表面是地殼,就如同雞蛋殼一般,而在地球的內部則是直徑達到1萬公里以上的熔岩物質,就如同雞蛋的蛋清。而關鍵在於地球這個雞蛋一直在進行高速自轉,我們可以讓雞蛋殼停下來,但裡面的蛋清並不會同步停止,試想一下,一個停止自轉的地球,而內部的熔岩物質卻仍處於高速自轉之中,那麼地球可能會湮滅在火山、地震以及各種難以想象的巨大災難之中。#科學每一天#