पृथ्वी का क्षेत्र एक विशाल स्थायी चुंबक के कारण क्यों नहीं हो सकता?

आंतरिक भाग क्यूरी तापमान से कहीं अधिक गर्म है जिस पर सामग्री स्थायी चुंबकत्व खो देती है, इसलिए कोई भी दफन चुंबक जीवित नहीं रह सकता; इसके बजाय क्षेत्र को कोर में द्रव गति द्वारा संचालित विद्युत धाराओं द्वारा सक्रिय रूप से उत्पन्न किया जाना चाहिए, जो कि भू-गतिकीय है।

भू-गतिकीय को क्या शक्ति प्रदान करता है?

यह तरल बाहरी कोर में संवहन द्वारा संचालित होता है, जो कोर से निकलने वाली गर्मी और आंतरिक कोर के धीरे-धीरे जमने और बढ़ने पर हल्के तत्वों और गुप्त गर्मी की रिहाई से पोषित होता है, जिसमें पृथ्वी का घूर्णन प्रवाह को एक कुशल क्षेत्र जनरेटर में आकार देता है।

भू-गतिकीय सिद्धांत (Geodynamo Theory)

भू-गतिकीय एक चुंबक-हाइड्रोडायनामिक प्रक्रिया है जिसके द्वारा पृथ्वी के बाहरी कोर में संवहनशील, घूर्णनशील तरल लोहा विद्युत धाराओं को उत्पन्न करता है जो ओमिक क्षय के विरुद्ध भू-चुंबकीय क्षेत्र को बनाए रखता है।

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Definition

भू-गतिकीय एक स्व-स्थायी चुंबक-हाइड्रोडायनामिक डायनेमो है जिसमें पृथ्वी के बाहरी कोर में विद्युत-चालक तरल धातु की गति विद्युत धाराओं को प्रेरित करती है जिसका चुंबकीय क्षेत्र लगातार खुद को पुनर्जीवित करता है, जो भू-चुंबकीय क्षेत्र के अस्तित्व, द्विध्रुवीय प्रभुत्व और उत्क्रमण के लिए जिम्मेदार है।

Scope

यह विषय पृथ्वी के कोर में चुंबकीय क्षेत्र के निर्माण के भौतिकी को शामिल करता है: चुंबक-हाइड्रोडायनामिक प्रेरण समीकरण, ओमिक क्षय को दूर करने के लिए डायनेमो क्रिया की आवश्यकता, संवहन, घूर्णन और कोरिओलिस बल की भूमिकाएँ, और डायनेमो को शक्ति प्रदान करने वाले ऊर्जा स्रोत, जिसमें आंतरिक-कोर वृद्धि द्वारा संचालित तापीय और संरचनात्मक संवहन शामिल है। यह विश्लेषणात्मक डायनेमो की कठिनाई, एंटीडायनेमो प्रमेय, और आधुनिक त्रि-आयामी संख्यात्मक सिमुलेशन का वर्णन करता है जो एक द्विध्रुवीय-प्रधान, कभी-कभी उत्क्रमित क्षेत्र को पुनरुत्पादित करते हैं। जोर प्रेरण तंत्र पर है न कि देखे गए क्षेत्र पर।

Core questions

स्थायी चुंबक के बजाय क्षेत्र को बनाए रखने के लिए डायनेमो क्रिया की आवश्यकता क्यों है?
संवहन और कोरिओलिस बल कोर प्रवाह को एक कार्यशील डायनेमो में कैसे व्यवस्थित करते हैं?
भूवैज्ञानिक समय में भू-गतिकीय को कौन से ऊर्जा स्रोत शक्ति प्रदान करते हैं?
संख्यात्मक सिमुलेशन एक द्विध्रुवीय, उत्क्रमित क्षेत्र को कैसे पुनरुत्पादित करते हैं?

Key concepts

चुंबक-हाइड्रोडायनामिक प्रेरण समीकरण
स्व-उत्तेजक डायनेमो क्रिया और ओमिक क्षय
कोर में संवहन, घूर्णन और कोरिओलिस बल
आंतरिक-कोर वृद्धि से तापीय और संरचनात्मक संवहन
संख्यात्मक भू-गतिकीय सिमुलेशन

Key theories

स्व-उत्तेजक चुंबक-हाइड्रोडायनामिक डायनेमो: चुंबकीय क्षेत्र के माध्यम से चालक कोर द्रव की गति धाराओं को प्रेरित करती है जो, संवहन और घूर्णन द्वारा उचित रूप से व्यवस्थित होने पर, ओमिक प्रसार द्वारा इसे नष्ट करने की तुलना में क्षेत्र को तेजी से पुनर्जीवित करती है, इसलिए क्षेत्र को एक स्थायी चुंबक के बिना बनाए रखा जाता है, जो कोर के उच्च तापमान में जीवित नहीं रह सकता था।
संख्यात्मक भू-गतिकीय सिमुलेशन: एक घूर्णनशील गोलाकार खोल में युग्मित चुंबक-हाइड्रोडायनामिक और संवहन समीकरणों के त्रि-आयामी समाधान, ग्लैट्ज़मायर-रॉबर्ट्स मॉडल से शुरू होकर, अनायास एक द्विध्रुवीय-प्रधान क्षेत्र और यहां तक कि ध्रुवीयता उत्क्रमण भी उत्पन्न करते हैं, जो सिलिको में डायनेमो तंत्र को प्रदर्शित करता है।

Mechanisms

आंतरिक कोर के ऊष्मा हानि और जमने से तरल बाहरी कोर में तापीय और संरचनात्मक संवहन होता है; तेजी से घूमने वाला, विद्युत-चालक प्रवाह चुंबकीय क्षेत्र रेखाओं को फैलाता और मोड़ता है, और विभेदक घूर्णन और हेलिकल संवहन के संयुक्त प्रेरण के माध्यम से टॉरॉयडल और पोलोइडल दोनों क्षेत्र घटकों को पुनर्जीवित करता है, ओमिक अपव्यय को संतुलित करता है ताकि एक सांख्यिकीय रूप से स्थिर, कभी-कभी उत्क्रमित क्षेत्र बना रहे।

Clinical relevance

भू-गतिकीय सिद्धांत बताता है कि पृथ्वी में एक सुरक्षात्मक चुंबकीय क्षेत्र क्यों है जो सतह को सौर पवन से बचाता है, समुद्र तल की तारीख तय करने के लिए उपयोग किए जाने वाले ध्रुवीयता उत्क्रमणों का हिसाब देता है, और क्षेत्र को कोर के तापीय और संरचनात्मक विकास से जोड़ता है।

History

एल्सासर और बुलार्ड ने 1940 और 1950 के दशक में डायनेमो सिद्धांत को एक दीर्घकालिक क्षेत्र के लिए एकमात्र व्यवहार्य स्पष्टीकरण के रूप में विकसित किया, एंटीडायनेमो प्रमेय ने स्पष्ट किया कि कौन से प्रवाह काम नहीं कर सकते हैं, और 1995 का ग्लैट्ज़मायर-रॉबर्ट्स सिमुलेशन स्व-सुसंगत संख्यात्मक भू-गतिकीय के आधुनिक युग की शुरुआत का प्रतीक है।

Key figures

Walter Elsasser
Edward Bullard
Paul Roberts
Gary Glatzmaier

Seminal works

merrill1996
glatzmaier1995
robertsking2013

Frequently asked questions

पृथ्वी का क्षेत्र एक विशाल स्थायी चुंबक के कारण क्यों नहीं हो सकता?: आंतरिक भाग क्यूरी तापमान से कहीं अधिक गर्म है जिस पर सामग्री स्थायी चुंबकत्व खो देती है, इसलिए कोई भी दफन चुंबक जीवित नहीं रह सकता; इसके बजाय क्षेत्र को कोर में द्रव गति द्वारा संचालित विद्युत धाराओं द्वारा सक्रिय रूप से उत्पन्न किया जाना चाहिए, जो कि भू-गतिकीय है।
भू-गतिकीय को क्या शक्ति प्रदान करता है?: यह तरल बाहरी कोर में संवहन द्वारा संचालित होता है, जो कोर से निकलने वाली गर्मी और आंतरिक कोर के धीरे-धीरे जमने और बढ़ने पर हल्के तत्वों और गुप्त गर्मी की रिहाई से पोषित होता है, जिसमें पृथ्वी का घूर्णन प्रवाह को एक कुशल क्षेत्र जनरेटर में आकार देता है।