Опрос
|
реклама
Быстрый переход
Получено прямое доказательство причин неоднородности магнитного поля Земли — виноваты загадочные структуры в мантии
06.02.2026 [18:49],
Геннадий Детинич
В исторической перспективе усреднённая форма магнитного поля Земли далека от идеальной картины в виде симметрично расходящихся линий от условного стержня, пронзающего планету от полюса до полюса. Между тем именно на таком основании строятся многочисленные геологические, климатические и палеонтологические модели. Тем самым возникает искусственно привносимая погрешность, которая может искажать картину реального мира. 
Источник изображения: ИИ-генерация Grok 4/3DNews Исследователи из Университета Ливерпуля провели исследование, которое было призвано проанализировать длительное влияние на магнитное поле планеты двух титанических структур, обнаруженных на глубине 2900 км на границе мантии и ядра около 40 лет назад. Это так называемые крупные области с низкой скоростью сдвига (Large low-shear-velocity provinces, LLSVP) — немонолитные, но довольно плотные однородные структуры, каждая размером с африканский континент. Сейсмическая разведка заставила заподозрить их существование в 70-х годах прошлого века, а 20 лет спустя помогла получить более полное представление о них. Согласно современным представлениям, эти структуры состоят из вещества более горячего, плотного и химически отличного от материала окружающей его мантии. Вокруг каждой такой области существует оболочка из более холодного материала, где сейсмические волны распространяются быстрее. В сущности, возникает перепад температур, который влияет на потоки железа в расплавленном ядре. Симметрия потоков нарушается в глобальном масштабе и порождает аномалии в распределении магнитного поля планеты. Но это всё теория. Её требовалось доказать, чем и занялись учёные из Великобритании. На суперкомпьютере были созданы динамические модели поведения магнитного поля за 265 млн лет эволюции Земли. В одной модели наличие структур LLSVP игнорировалось, а в другой — нет. Когда вычисления закончились, современную конфигурацию магнитного поля Земли в точности предсказала модель с LLSVP, тогда как данные другой модели не совпали с реальностью. Учёные считают, что это служит твёрдым доказательством причин наблюдаемой неоднородности магнитного поля планеты и, в частности, объясняет, почему магнитный полюс направился в сторону России. «Эти открытия также имеют важное значение для решения вопросов, связанных с древними конфигурациями континентов, таких как формирование и распад Пангеи, и могут помочь разрешить давние неопределенности в области древнего климата, палеобиологии и формирования природных ресурсов, — сказал Энди Биггин (Andy Biggin), ведущий автор работы. — В этих областях предполагается, что магнитное поле Земли, усредненное за длительные периоды, ведет себя как идеальный магнитный стержень, выровненный по оси вращения планеты. Наши выводы показывают, что это может быть не совсем так». Китайцы создали самый сильный в мире сверхпроводящий магнит — в 700 000 раз мощнее поля Земли
30.09.2025 [14:37],
Геннадий Детинич
Китайские учёные из Института физики плазмы Китайской академии наук (CAS) совершили прорыв, создав самый мощный в мире сверхпроводящий электромагнит силой 35,1 тесла (Тл). Это поле в 700 тыс. раз сильнее среднего магнитного поля Земли, составляющего 50 мкТл. Опытная установка удерживала поле стабильным в течение 30 минут и сняла его без повреждения оборудования. Это достижение представляет собой платформу для новых экспериментов в физике, биологии и промышленности. 
Источник изображений: CCTV Это не самое мощное магнитное поле, создаваемое в лабораторных условиях. В прошлом году другая группа китайских учёных создала самый мощный в мире электромагнит без сверхпроводимости, напряжённость поля которого достигла 42 Тл. Использование электромагнитов с эффектом сверхпроводимости, как в случае нового достижения в Китае, обещает более энергоэффективную работу, что найдёт применение в транспорте, медицине и промышленности. В разработке участвовали специалисты из Хэфэйского международного центра прикладной сверхпроводимости (Hefei International Applied Superconductivity Centre), Института энергетических исследований Хэфэйского национального научного центра (Energy Research Institute of Hefei Comprehensive National Science Centre) и Университета Цинхуа (Tsinghua University). Ключевым инновационным решением стало размещение высокотемпературного сверхпроводящего магнита в центре низкотемпературного, что позволило преодолеть проблемы концентрации напряжений и выравнивания электромагнитных взаимодействий. Такой подход повышает механическую стабильность и электромагнитные характеристики, обеспечивая минимальные потери энергии по сравнению с другими типами магнитов. Следует сказать, что впервые такой гибридный подход реализовали учёные в США из Национальной лаборатории сильных магнитных полей (National High Magnetic Field Laboratory, или MagLab), которые в 2017 году установили рекорд напряжённости магнитного поля силой 32 Тл. Два года спустя китайская команда из Института электротехники CAS (CAS Institute of Electrical Engineering) и Университета Китайской академии наук (University of Chinese Academy of Sciences) воспроизвела эксперимент и немного превзошла своих американских коллег, создав сверхпроводящий магнит силой 32,35 Тл. Новая разработка оказалась ещё мощнее, доказав повторяемость результата и отработанность технологий.  Особую ценность новая установка представляет для развития сферы термоядерных реакторов, поскольку китайская команда участвует также в международном проекте ИТЭР (ITER). Благодаря сверхмощному магниту они могут проводить эксперименты с подбором материалов для магнитов реакторов, а также испытывать разного рода датчики. Кроме того, установка с рекордным магнитным полем позволит проводить физические и биологические эксперименты, не говоря уже о поиске практического применения сильных магнитов в промышленности и на транспорте. Это ещё одна ступенька на пути к более совершенному оборудованию во многих сферах. Добавим, что включение такого электромагнита со сверхсильным полем не приведёт к тому, что все компасы на Земле вдруг развернутся в сторону Китая. Поле концентрируется в основном внутри установки и за её пределами быстро затухает. Китайские учёные предупредили о быстром ослаблении магнитного поля Земли над США
08.11.2024 [21:10],
Геннадий Детинич
Известно, что магнитные полюса Земли непостоянны, что связано с внутренней динамо-машиной планеты — неоднородностью ядра и его асимметрией. Раз в 300 тыс. лет полюса даже меняются местами. Но иногда происходит странное, как 41 тыс. лет назад, когда полюса начинают меняться очень быстро — в течение столетий. Плохо, что ослабевающее в такие периоды магнитное поле начинает пропускать космические лучи и жёсткое солнечное излучение — такое добром не заканчивается. 
Источник изображения: European Space Agency Свои выводы о наблюдении последних лет за динамикой магнитных полюсов планеты сообщили китайские учёные. Они не могут пока назвать причину быстрого дрейфа магнитных полюсов, но твёрдо убеждены, что магнитное поле над Западным Полушарием быстро ослабевает, а над Восточным — усиливается. Перелом произошёл в течение последних 30 лет. Используя новейшие модели и данные, учёные восстановили глобальные изменения в напряженности магнитного поля с 1900 года. Они обнаружили, что с 1930 по 1990 год напряженность магнитного поля над Северной Америкой увеличилась и была выше, чем во многих других регионах мира. Однако к 2020 году напряженность магнитного поля над Западным Полушарием упала до уровня, едва превышающего среднемировой. И если раньше северный магнитный полюс смещался со скоростью 10 км в год, то после 2020 года скорость смещения возросла почти в семь раз. Постоянство и сила магнитного поля планеты служит экраном для высокоэнергичных частиц из космоса и от Солнца. Также поле защищает от выбросов солнечной плазмы, когда они направлены в сторону Земли. Магнитное поле планеты сформировало два радиационных пояса из таких частиц, названных поясами Ван Аллена. Во время быстрой переполюсовки 41 тыс. лет назад, которая получила название «событие Лашамп», сила магнитного поля снизилась до 6 % от номинального, что привело к бомбардировке поверхности Земли высокоэнергетическими частицами из космоса. Нельзя исключать, что наблюдаемый в последние годы дрейф полюсов может привести к чему-то подобному. Наши знания о строении Земли не обладают полнотой, достаточной для прогнозирования таких явлений. В Китае создали самый мощный в мире электромагнит без сверхпроводимости
27.09.2024 [13:40],
Геннадий Детинич
Учёные из Китая представили электромагнит, не использующий сверхпроводимость, который установил мировой рекорд — он создал устойчивое электромагнитное поле силой 42 Тл (тесла), побив предыдущий рекорд аналогичной американской установки на 0,6 Тл. Такое мощное магнитное поле необходимо как для разработки ещё более сильных магнитов, так и для решения множества актуальных материаловедческих задач. 
Источник изображения: HFIPS В последние годы создание мощнейших магнитных полей стало проще благодаря использованию сверхпроводимости. С учётом криогенного охлаждения это связано с меньшими затратами энергии на сам процесс и позволяет добиваться ещё более высоких значений напряжённости магнитного поля. Та же команда китайских учёных, например, с помощью гибридной сверхпроводящей магнитной установки два года назад достигла напряжённости магнитного поля в 45,2 Тл. Однако использование обычных электромагнитов, иногда называемых резистивными (поскольку в их катушках ток испытывает сопротивление при циркуляции по контуру), в ряде случаев оказывается более выгодным. По крайней мере, для них не требуется криогенного оборудования, хотя без активного охлаждения обойтись всё равно нельзя — обмотка сильно нагревается. В таких случаях для оптимального охлаждения мощных электромагнитов был придуман магнит Биттера. 
Пример одного из витков магнита Биттера из медной пластины. Источник изображения: Wikipedia Магнит Биттера состоит из чередующихся слоёв проводящих и изолирующих материалов, в которых просверлены отверстия, создающие рисунок пространственной спирали. Магнитное поле в магните как бы фокусируется под ним, достигая запредельных значений, а по отверстиям с огромной скоростью циркулирует вода или другой хладагент, отводя тепло от обмоток. Китайские учёные смогли опередить своих коллег из США, создав более совершенную электромагнитную установку, и обещают в будущем превзойти этот результат. |
© 1997—2026 Электронное периодическое издание "3ДНьюс" | Свидетельство о регистрации СМИ Эл ФС 77-22224
выдано Федеральной Службой по надзору за соблюдением законодательства в сфере массовых коммуникаций и охране культурного наследия
При цитировании документа ссылка на сайт с указанием автора обязательна. Полное заимствование документа является
нарушением
российского и международного законодательства и возможно только с согласия редакции 3DNews.
MWC 2018
2018
Computex
IFA 2018
