今月の雑誌「ニュートン」の特集は「地球」についてのお話です。
僕たち、人類が住む「地球」もまた、謎が多いそうですね。
その中の一つ「地磁気」について。
地球には「磁気」がありますよね。
北極付近にあるのが「S極」で、南極付近にあるのが「N極」になる。
そのため、「方位磁石」は、N極が「北」を指し、S極が「南」を指す。
そもそも、何で、地球には「磁気」があるのでしょう。
ずっと、不思議に思っていましたが、特に、調べたことも無かった。
ちなみに、この「磁気」は、宇宙から降り注ぐ、宇宙線などの生命にとって有害なものから、地球を守っているということ。
つまり、「磁気」が無ければ、地球に、生命は、存在しなかった。
昔、「電磁石」を、学校で作りましたよね。
鉄の芯に銅線を巻き、その銅線に電流を流すと、その芯棒に「磁気」が発生する。
地球の内部構造は、表面から「地殻」、「マントル」、「核」と、だんだん、中心へと向かって行きますが、この「核」は、「外核」と「内核」に分かれる。
地球の中心にあるのが「内核」で、これは「鉄」の塊です。
そして、この「内核」を囲むように「外核」である「液体の鉄」が存在をしているそう。
この「液体の鉄」は、水のようにサラサラで、地球の自転の影響を受けて、流動している。
この「液体の鉄」の流動は、地球の自転軸に沿って、らせん状の対流運動をしていると考えられるそうですね。
さて、なぜ「鉄」が、流動をすることで「磁石」になるのか。
鉄は「自由電子」を持った金属です。
液体の鉄である「外核」では、対流運動に合わせて、マイナスの電荷を持った「電子」が移動します。
電子が移動するということは、すなわち、「電流」が発生しているということ。
液体の鉄である「外核」は、地球の自転の影響で、らせん状の対流運動をしている。
つまり、「外核」では、らせん状の「電流」が、発生しているということになる。
この「電流」が、鉄の塊である「内核」と反応し、つまり、「電磁石」となっている。
地球は、大きな「電磁石」であるということ。
さて、地球に「磁気」が発生する仕組みは、分かりましたが、一つ、大きな問題があります。
この「地磁気」は、数万年から数十万年の周期で、何度も、入れ替わっていることが確認されているそうです。
最も、最近、地磁気が逆転をしたのが、77万4千年前ということ。
つまり、今は、地磁気は、北が「S極」、南が「N極」ですが、かつては、北が「N極」、南が「S極」だったことが、何度もあったということ。
この「S極」と「N極」が入れ替わる理由は、電流の向きが逆になるため。
つまり、「外核」の液体の鉄の対流が、逆になったということ。
では、なぜ、「外核」の液体の鉄の対流が、逆になるのか。
それは、未だに、謎だそう。
とても、不思議です。