Физики Университета Ковентри в Великобритании и Национальной лаборатории интенсивных магнитных полей во Франции продемонстрировали, как магнитное поле Земли может воздействовать на внутренние потоки планеты. Исследование было опубликовано в журнале Physical Review Letters.
Ученые создали экспериментальную установку, названную «Маленькая Земля», чтобы имитировать влияние магнитного поля Земли на потоки в мантии и ядре планеты. Их цель состояла в том, чтобы объяснить расхождения между теоретическими предсказаниями и данными, полученными с помощью спутникового мониторинга, и предложить возможные причины этих расхождений.
В основе эксперимента лежала модель, представляющая собой резервуар, частично заполненный раствором серной кислоты и установленный внутри мощного магнитного поля. Внутри этого резервуара исследователи с помощью лазера измеряли движение жидкостей, а также наблюдали за потоком в разных местах установки. Использование серной кислоты и создание искусственного магнитного поля позволили максимально точно воспроизвести условия, аналогичные условиям в ядре Земли.
Для усиления эффекта охлаждения и создания еще более точной имитации реальных условий на Земле исследователи нагревали резервуар в его центральной части. Верхняя часть установки была плоской, что позволяло установить резервуар с водой, имитируя охлаждение, происходящее в природе. Также в раствор добавлялись микроскопические стеклянные частицы, чтобы улучшить видимость потоков при лазерном освещении.
С помощью установки ученые картировали направления движения жидкости и измеряли скорость потоков в ключевых точках резервуара. Это позволило им наблюдать за изменениями потоков под влиянием магнитного поля, что дает более точное представление о том, как аналогичные процессы могут происходить внутри Земли.
Исследователи считают, что такая установка и полученные данные могут использоваться для разработки более точных моделей движения внутренних потоков Земли. Это открытие может помочь создать новые теории, объясняющие влияние магнитного поля на процессы в ядре и в конечном счете на само магнитное поле планеты.