Se il ferro perde il suo magnetismo alle alte temperature, come è il nucleo magnetico della Terra?

LA INMENSIDAD DE EL UNIVERSO - DOCUMENTAL NATIONAL GEOGRAPHIC,DOCUMENTALES NATIONAL GEOGRAPHIC (Giugno 2019).

Anonim

Il ferro perde il suo magnetismo quando è riscaldato a poche centinaia di gradi, eppure il nucleo della Terra - che produce un campo magnetico abbastanza forte da tenere insieme il pianeta - è fatto di ferro che è così caldo che è allo stato liquido!

Perché allora il ferro fuso nel nucleo della Terra produce un campo magnetico?

Cominciamo dal profondo di questo intero mistero.

Materiali ferromagnetici

Il ferro è un materiale ferromagnetico. (Credito fotografico: Pixabay)

Per spiegare in termini semplici il ferromagnetismo del ferro, direi che il ferro è fatto di piccole "cose" (i momenti atomici, per la precisione), atomi che agiscono come piccoli magneti, poiché tutti hanno il nord e poli sud (come magneti regolari).

Quando reggi un magnete vicino a un oggetto di ferro, questi piccoli magneti presentano "dentro" l'oggetto allineati o allineati. Questo è ciò che rende quell'oggetto magnetico, e qualsiasi oggetto che si comporta in questo modo in presenza di un campo magnetico esterno è chiamato materiale ferromagnetico.

Tuttavia, quando riscaldi un materiale ferromagnetico, come il ferro, le cose iniziano a cambiare.

Cosa succede quando riscaldi un materiale ferromagnetico?

Il nucleo della Terra è costituito da enormi quantità di ferro. (Photo Credit: Naeblys / Shutterstock)

Quindi, è abbastanza evidente che il ferro cessa di essere un materiale ferromagnetico oltre i 770 gradi Celsius. Tuttavia, sappiamo anche che il nucleo della Terra è costituito da ferro fuso, che è così incredibilmente caldo (quasi 6000 gradi Celsius) che rende il nucleo caldo come la superficie del sole stesso! Non solo, ma il nucleo di ferro fuso produce un campo magnetico molto forte, qualcosa che rende la Terra un pianeta abitabile.

Ma non è contraddittorio in sé stesso? Se il ferro perde le sue proprietà ferromagnetiche e cessa di essere un magnete a una temperatura relativamente bassa di 770 gradi Celsius, allora in che modo il nucleo terrestre, che è fatto principalmente di ferro, produce un campo magnetico così forte?

In che modo il nucleo della Terra produce un campo magnetico?

Una dinamo è un dispositivo che converte l'energia meccanica in energia elettrica. Se conosci le condizioni fisiche del nucleo della Terra, allora sarai in grado di comprendere la teoria della dinamo in pochissimo tempo.

Si noti che il nucleo interno è solido a causa delle condizioni di alta pressione. (Credito fotografico: Kelvinsong / Wikimedia Commons)

Il nucleo della Terra ha due segmenti: il nucleo interno ed esterno. Il nucleo esterno è così caldo che esiste allo stato liquido, ma il nucleo interno è solido, a causa delle condizioni di pressione estremamente elevata (Fonte). Inoltre, il nucleo esterno è costantemente in movimento, a causa della rotazione e della convezione della Terra.

Ora, il movimento fluido nel nucleo esterno muove il ferro fuso (cioè un materiale conduttore) attraverso un campo magnetico debole già esistente. Questo processo genera una corrente elettrica (dovuta all'induzione magnetica). Questa corrente elettrica, quindi, genera un campo magnetico che interagisce con il movimento del fluido per produrre un campo magnetico secondario.

Il campo magnetico secondario rafforza il campo magnetico iniziale e il processo diventa autosufficiente. A meno che il movimento del fluido nel nucleo esterno si fermi, il nucleo continuerà a produrre un campo magnetico. Questa è esattamente la premessa del film di fantascienza del 2003 The Core .

Per dirla in parole semplici, il ferro fuso presente nel nucleo non produce direttamente un campo magnetico; piuttosto, produce una corrente elettrica, che a sua volta produce un effetto elettromagnetico, che alla fine produce il forte campo magnetico del nucleo terrestre.