Warning: "continue" targeting switch is equivalent to "break". Did you mean to use "continue 2"? in /home/elkadotc/public_html/plugins/system/helix3/core/classes/menu.php on line 89

 

Pagină web în lucru!
Partea în engleză este mai completă....

Caut student/a pentru a ajuta la corecturi, eventual traduceri.....

Newsletter subscription

Câmpul magnetic al corpurilor celeste

Câmpul magnetic al corpurilor celeste şi absurdităţile ştiinţei moderne

Cadrul actual şi actuala explicaţie

Cea mai veche descrirere a utilizării compasului magnetic în navigaţie se datorează lui Alexander Neckham in 1180, însă feromagnetismul rocilor şi câmpul magnetic al Pământului erau fenomene bine cunoscute înainte de această dată, probabil din antichitate.
Până în 1600 s-a acceptat că magnetismul este cauzat de atracţia exercitată de Polaris sau Steaua Nordului asupra magneţilor şi în consecinţă aceştia se orientau pe o anumită direcţie în raport cu această stea. Experimentele efectuate de Gilbert utilizând un magnet de formă sferică şi un ac magnetic au demonstrat că Pământul se comportă ca un magnet gigantic şi că Steaua Nordului nu are nici o influenţă asupra magneţilor.
În prezent, se acceptă că multe lucruri sunt deja clarificate în domeniul geomagnetismului, dar la fel de multe lucruri sunt departe de a avea o explicaţie plauzibilă. Cea mai ,,spinoasă" problemă referitoare la originea câmpului magnetic terestru a căpătat doar o explicaţie parţială.
La început s-a acceptat că o compoziţie internă a Pământului bogată in fier poate explica acest câmp magnetic. Ideea s-a dovedit a fi falsă pentru că fierul pierde proprietăţile magnetice la aproximativ 1400°C, iar temperatura în interiorul planetei poate atinge şi 5000°C. Temperaturi scăzute sunt prezente doar în crustă şi litosferă, însă aceste straturi nu sunt capabile să genereze un câmp magnetic substanţial.
Un principiu de bază ale fizicii actuale afirmă că toate câmpurile magnetice sunt generate de curenţi electrici.
Când o bobină parcursă de un curent electric este plasată într-un câmp magnetic, datorită interacţiei dintre câmpul magnetic extern şi cel generat de curentul electric se va observa o rotaţie a bobinei. Acesta este, pe scurt, principiul de funcţionare al motorului electric. Există de asemenea un efect invers atunci când un conductor este plasat într-un câmp magnetic variabil şi în acest caz un curent electric este indus în conductor. Acesta este principiul de funcţionare al generatorului electric.
Teoretic, se poate imagina o combinaţie între un motor electric şi un generator electric pentru a explica câmpul magnetic al corpurilor celeste. La prima vedere, ar părea, că o asemenea combinaţie ar funcţiona continuu, o data ce are un impuls initial, cu generatorul furnizând curent motorului şi acesta rotind in schimb generatorul. Din păcate, aceasta nu este posibilă în practică datorită frecărilor, rezistenţei electrice şi altor factori.
În esenţă, cele mai reprezentative teorii referitoare la magnetismul Pămantului şi al altor corpuri celeste presupun un mecanism de acest tip, în care există un cuplaj între energia mecanică, electrică şi magnetică. Surplusul de energie necesar pentru a echilibra pierderile de energie in timpul acestor reversibile transformări sunt asigurate de nucleul central care produce miscări de convecţie în magma care îl înconjoară. Nu există un consens în ceea ce priveste mecanismul generării de căldură în interiorul Pamăntului. Există unele presupuneri că aceasta ar fi generată datorită modificării stării de agregare a fierului (de la solid la lichid) eliberând astfel căldura latentă de dizolvare sau altii presupun că aceasta este generată de radioactivitatea unor elemente.
În 1919, Josoph Larmor a formulat o explicaţie a magnetismului corpurilor celeste bazată pe mişcările de convecţie ale materialului conductiv din interiorul respectivului corp. Modelul iniţial a fost dezvoltat pentru a explica câmpul magnetic al Soarelui, iar mai târziu acesta a fost extins şi la cazul planetelor.
Câteva fragmente din prezentarea sa ,,Cum e posibil ca un corp în rotaţie cum ar fi Soarele sa devină un magnet?”
...mişcarea internă induce un câmp electric acţionând asupra materiei în mişcare...dacă un circuit electric se poate forma ... un curent electric va circula de-a lungul lui, iar acest lucru va produce o creştere a câmpului magentic indus...
În această manieră este posibil ca mişcarea ciclică internă să acţioneze ca un dinam în autoexcitaţie şi să genereze un câmp magnetic macroscopic permanent chiar în absenţa unui câmp magnetic iniţial. Desigur că existenţa acestui câmp magnetic macroscopic este permanent întreţinută de o anumită circulaţie a unui fluid conductor sub crusta solidă şi de un anumit consum de energie.
Pe scurt, se admite că miscarea metalului topit într-un câmp magnetic generează un current electric similar cu ceea ce se întâmplă în experimentul lui Faraday. Există o multitudine de lucrări ştiinţifice, unele din ele disponibile în internet, care tratează acest subiect fără a se ajunge însă la o concluzie clară.
Este important de subliniat că toate aceste lucrări sunt bazate  pe ecuaţiile lui Maxwell eventual combinate cu alte ecuaţii provenite din mecanica fluidelor.
Pe lângă aceste consideraţii teoretice, în ultimii ani, anumite experimente au fost efectuate pentru a simula la scară redusă ceea ce se presupune că se întâmpla în interiorul unui corp celest.
Merită să fie amintite două din aceste referinţe, disponibile în internet:
1. Magnetic turbulence in the Riga dynamo experiment Gailitis, A.; Lielausis, O.; Platacis, E.; Gerbeth, G.; Stefani, F.
Abstract: Dinamo experiment demonstrates that a strong enough and appropriately directed flow of a fluid electroconductor generates a magnetic field very similar as the Earth and other celestial bodies do. Two 100 kW motors are driving a propeller which forces molten sodium to circulate inside an annular vessel, a part of which is located in the basement of the sodium lab. The sodium flow is directed by two thin coaxial electroconducting cylindrical partition walls. In the central channel sodium is swirling down from the propeller. In the coaxial counter-flow channel the flow is raising straight up to the propeller. In an outer part of the vessel the sodium is at rest, it serves only for better electric boundary conditions. Depending on sodium temperature at a propeller speed of 1800-2000 rpm (flow-rate about 0.6 qm/s) the zero state for the magnetic field is becoming unstable and a field appears seemingly from nothing. The magnetic field values are recovered from coil voltage records by means of Fast Fourier processing. For finer spectral resolution two small coils were inserted alternately in a narrow channel tip penetrating deep inside the central flow. Examples for recorded signals and FFT processed fields are presented. Workshop: Modelling MHD Turbulence: Application to Planetary and Stellar Dynamos, 27.-30.06.2006, Boulder, United States.

2. Molten Metal Magnet; http://focus.aps.org/story/v19/st3; 30 January 2007
A tank of stirred liquid sodium generates a magnetic field even though it's highly turbulent−a condition closer to real dynamos in planets, stars, and galaxies, but harder to simulate in the lab.
The Earth generates a magnetic field from the flow of molten metal in its core. Lab experiments have generated fields in a similar way, and in the 26 January Physical Review Letters, researchers report that they can create the self−sustaining magnetic field even when the flow is highly turbulent. The new experiment is a more realistic simulation of Earth's dynamo than previous experiments because the fluid flows freely in a large tank instead of being channeled into prescribed patterns with baffles or tubes. The new design should help researchers better understand the factors that give rise to magnetic fields in planets and stars.
It's easy to create a magnetic field by using a battery to force an electric current through a loop of wire. But Earth's core, a rotating mix of iron and nickel with internal flows driven by the passage of heat, has no battery and no wires. Instead, it creates magnetism by means of self−sustaining feedback. Liquid metal moving through a magnetic field generates a current, similar to that induced in the moving coil of an electric generator. That current in turn generates the magnetic field. This "self−generation" mechanism can dramatically amplify the small, random fields that always exist in magnetic materials. To do this, though, the flow must be both complex, mixing up the longitudinal and latitudinal directions, and rapid, "tangling up" magnetic field lines faster than they can untangle..........
.......

De ce actuala explicaţie este un monument de absurditate....

Au trecut mai mult de 400 ani de cand se discută despre câmpul magnetic terestru şi totuşi actuala ştiinţă nu este capabilă să-i ofere o explicaţie coerentă, deşi subiectul este de importanţa primordială pentru ştiinţă în general şi chiar pentru viaţa pe Pămant.
Textul prezent încearcă să formuleze cateva întrebări primordiale şi desigur actuala ştiinţă ar trebui să îşi revizuiască conceptele în funcţie de răspunsurile la aceste întrebari.

Î1. Cum funcţionează legile inducţiei magnetice în cazul dinamului terestru?

Modalitatea în care este generat câmpul magnetic terestru reprezintă o enigmă pentru oamenii de ştiinţă. Este unanim acceptat că deplasarea de sarcini electrice reprezintă un curent electric şi în jurul acestui curent electric se generează automat un câmp magnetic.
Însă, asa cum se va observa mai jos, există o deosebire imensă între ceea ce se întâmplă în cazul unui dinam şi ceea ce se întâmplă în cazul mişcării de rotaţie a unui corp celest sau în experimentele ce simulează această mişcare la scară redusă.
În cazul unui dinam (fig. 1), o parte din materialul conductor se află sub influenţa unui câmp magnetic. Ca o consecinţă a variaţiei fluxului magnetic prin această porţiune de material conductor, în circuit se generează un curent electric.

cosmic-magnetism-01
Figure 1. Dinamul lui Faraday

Dacă întregul disc este situat în câmpul magnetic ca în fig. 2, în circuitul electric nu ar trebui să apară un curent electric. Aceasta deoarece nu există o variaţie a fluxului magnetic inductor în discul conductor. Pentru fizica actuală, acest simpul experiment ridică o serie de probleme insurmontabile, întrucât un curent electric apare în circuit indiferent de modul cum este poziţionat discul conductor în câmpul magnetic.
De fapt acesta nu este singurul experiment care contrazice actuala explicaţie a inducţiei electromagnetice şi într-un mesaj anterior a fost prezentat un alt experiment discriminatoriu, experiment care e descris aici (add link):

cosmic-magnetism-02
Figura 2. Variantă constructivă a dinamului

În cazul unui corp celest, în particular al Pământului, tot timpul ,,discul conductor” sau ,,întregul strat de material conductor” se află plasat sub influenţa unui ,, câmp magnetic uniform extern”. Fără a lua în discuţie originea acestui ,,câmp magnetic extern” se poate observa că nu există o variaţie a fluxului magnetic în stratul conductor şi în acest caz nu ar trebui să apară un curent electric în nucleul Pămantului.
Pe de altă parte până şi un neofit poate observa că nu există nici o similitudine între modul de funcţionare al unui dinam şi experimentele simulative cu metale topite. Un material topit are o rezistenţă electrică considerabilă şi până în prezent fizica actuala nu a făcut vreodată un experiment în care sa demonstreze că fenomenul inducţiei magnetice este valid în acest caz. Desigur că noua teorie propune alte experimente discriminatorii şi le dă şi o interpretare coerentă.
Ca idee generală, o circulaţie a unui flux de materie în interiorul Pămantului sau al altui corp celest nu generează un curent electric.

Î2. Este posibil ca o mişcare de sarcini în interiorul Pământului să asigure autoîntreţinerea câmpului magnetic terestru?

Altă problemă care merită să fie analizată comparativ priveşte tipul de sarcini libere şi mişcarea lor într-un câmp magnetic în cazul experimentului Faraday şi în cazul unui corp celest. Aşa cum s-a prezentat mai sus, în experimentul Faraday, doar electronii sunt liberi să se deplaseze în circuit şi mişcarea lor generează un curent electric.
Pe de altă parte, în cazul corpurilor celeste, întrucât interiorul este format din material topit, atât electronii (sarcini negative) cât şi nucleele atomice (sarcini pozitive) au posibilitatea să se deplaseze în ,,câmpul magnetic extern”. Conceptul modern de legatura metalică formulat de mecanica cuantică admite că electronii sunt liberi să se deplaseze în interiorul unei retelei metalice. Pe de altă parte în cazul soluţiilor sau topiturilor ,atomii sau moleculele care formează soluţia/topitura au de asemenea libertate de miscare. În consecinţă, atât electronii (ca sarcini negative) cât şi cationii (sarcini pozitive) au posibilitatea de a se deplasa în cazul unui metal topit. Ca urmare a faptului că electronii şi cationii formaţi în topitură au sarcini electrice opuse, în prezenţa unui câmp magnetic, forţa Lorenz acţionează differenţiat asupra lor.
Mişcarea unei sarcini electrice în câmp magnetic este caracterizată de schimbarea direcţiei de mişcare, fără a se modifica acceleraţia particulei.
Expresia forţei este dată de produsul vectorial dintre viteza particulei şi inducţia magnetică:cosmic-magnestism-03

Direcţia lui F este perpendiculară pe planul format de v şi B iar magnitudinea ei este :cosmic-magnetism-04unde θ este unghiul dintre directia câmpului şi directia vectorului viteză.

cosmic-magnetism-05 cosmic-magnetism-06

Figura 3 Direcţia forţei magnetice pentru o sarcină pozitivă şi negativă.

Aşa cum se observă în fig. 3, forţa Lorenz își schimbă direcţia atunci când sarcini opuse sunt plasate în acelaţi câmp magnetic.
Aceste considerente teoretice sunt bine cunoscute şi se învaţă de obicei în şcoala elementară.
Ce se întâmplă dacă aplicăm aceste bine cunoscute concepte la cazul specific al topiturii din interiorul Pămîntului?
Să considerăm o secţiune ecuatorială a Pământului şi o anumită direcţie a inducţiei magnetice B (B este considerat ca intrând în pagină) ca în fig. 4.

cosmic-magnetism-07
Figura 4 Mişcarea sarcinilor în interiorul Pământului

Pentru simplicitate am considerat doar două sarcini opuse situate la aceeaşi distanţă de centru de rotaţie ca în fig. 4. Forţa Lorenz diferenţiază mişcarea acestor sarcini şi în consecinţă, în prezenţa câmpului magnetic, sarcinile pozitive se deplasează către axa de rotatie (sau către nucleul solid presupus că există în centrul Pământului) în vreme ce sarcinile negative (electronii) se deplasează către exterior (către scorţa terestră).
După un interval de timp destul de scurt raportat la timpul geologic (desigur că acest interval poate fi calculat), se va constata o acumulare de sarcini pozitive în zona din jurul centrului geometric al planetei şi o acumulare de electroni în zona litosferei asa cum este prezentat in fig. 5.

cosmic-magnetism-08
Figura 5 Acumularea sarcinilor în interiorul Pământului

Ca urmare, forţa Lorenz induce cea mai neaşteptată mişcare a sarcinilor electrice în cazul topiturilor aflate în câmp magnetic. Toate aceste deplasări de sarcini, combinate cu rotaţia Pămantului au un efect destructiv asupra unui ipotetic current electric şi de aceea este imposibil ca asemenea fenomene să persiste pentru intervale lungi de timp.
Aceasta simplă constatare elimină actuala explicaţie conform căreia mişcarea materiei în interiorul Pământului, crează un curent electric şi în acest fel asigură persistenţa magnetismului planetar.
De fapt actuala explicaţie a magnetismului terestru reprezintă primul caz în ştiinţă când fizicienii acceptă existenţa unui perpetuum mobile. Dacă mişcarea topiturii generează un curent electric, aceasta miscare de sarcini electrice generează un câmp magnetic secundar care se adaugă la cel existent deja şi în acest fel câmpul magnetic este întărit.
În practică, nici un experiment executat până la această dată nu a fost capabil să demonstreze că un câmp magnetic poate fi întărit (crescut) pornind de la unul mai putin intens, deoarece, ca regulă generală, întotdeauna curenţii induşi se opun fluxului magnetic inductor. Povestirile baronului Munchausen cum era capabil să iasa din fântână trăgându-se de păr sunt mai credibile decat poveştile ştiinţei moderne.
În noua teoria se propune o explicaţie raţională pentru existenţa câmpurilor magnetice a corpurilor celeste
Pe scurt, miscarea materiei neutre, în anumite condiţii, generează un câmp magnetic, dar fără a genera şi un curent electric. Ecuaţiile Maxwell deja eliminate pe baza altor experimente precedente sunt din nou în contradicţie cu realitatea experimentală. Este necesar să fie subliniată din nou neechivalenţa dintre fenomenele magnetice şi cele electrice pentru teoria propusă.

Î3. Se poate admite că radioactivitatea anumitor elemente în interiorul Pământului poate asigura suplimentul de energie necesară funcţionării dinamului intern al Pământului?

Este binecunoscut că teoria dinamului are nevoie de o sursă suplimentară de energie pentru a balansa pierderile destul de consistente din sistem. În absenţa unui mecanism credibil, teoreticienii au presupus că în interiorul Pământului există anumite materiale radioactive. Textele de referinţă în domeniu, nu dau nici un detaliu suplimentar privind natura, cantitatea şi caracteristicile acestui material radioactiv. Alta sursă de energie ar fi modificarea stării de agregare a ferului de la solid la lichid cu eliberarea de energie, dar această idee are picioare prea scurte ca să fie valabilă pentru o largă varietate de corpuri celeste care posedă un câmp magnetic dar nici nu mai au un miez fierbinte ....
De fapt asa cum va fi analizată în continuare, ideea radioactivității interne, în loc să rezolve o problemă, cauzează mai multe probleme pentru actuala ştiinţă.
Ținând cont de faptul că un material topit are o mare rezistenţă electrică, sursa de radioactivite în interiorul Pământului trebuie sa aibă o capacitate considerabilă. Este greu de crezut că o sursă radioactivă de mare capacitate poate fi imaginată ca fiind localizată într-un spaţiu restrâns în interiorul Pământului. Nu este clar unde sunt situate aceste materiale radioactive în interiorul Pământului. Sunt situate doar în nucleul solid sau şi în magma topită?
Desigur că ipoteza cea mai atractivă este că întregul material radioactiv este situat în interiorul nucleului solid. Însă această ipoteză ar presupune existenţa ,,unei voinţe sau forţe supranaturale” care să selecteze şi să pună materialul radioactiv departe de scoarţa terestră unde s-a dezvoltat viaţa.
Chiar dacă aceast lucru s-ar întâmpla într-adevăr, magma lichidă care se învecinează cu nucleul solid ar trebui să aibă o puternică radioactivitate. Mai mult decât atât, ca urmare a mişcărilor de convecţie în interiorul Pământului, privind la scara erelor geologice, radioactivitatea ar trebui să fie uniform distribuită sub scoarţa terestră. Când această magmă este purtată la suprafaţa Pământului de către vulcanii activi, ar trebui să fie detectată o radioactivitate puternică în jurul conurilor vulcanice. În ciuda acestei predicţii, niciodată nu s-a detectat o radioactivitate crescută în jurul vulcanilor activi şi .....

În teoria propusă nu este necesară o nouă sursă de energie suplimentară pentru a explica magnetismul corpurilor celeste.

Î.4 Este consistentă compoziţia crustei terestre şi a litosferei cu actuala interpretare atunci când modificările lor sunt analizate în diferite ere geologice ?

Actuala geofizică şi geochimie admit că nucleul extern şi mantaua internă prezină compoziţii chimice complet diferite. Nucleul extern este format din metale topite şi mantaua internă, crusta şi litosfera sunt formate din silicaţi.
Dacă o circulaţie a metalului topit în nucleul extern este absolut necesară pentru a explica câmpul magnetic al planetei Pământ, această circulaţie ridică alte probleme pentru compoziţia mantalei, crustei şi litosferei.
Mai precis nucleul extern trebuie să se comporte ca un ,,dizolvant” pentru straturile superioare (solide sau lichide) formate din silicaţi. Este foarte interesant cum este posibil să existe o asemenea diferenţă de compoziţie chimică, atunci când atât nucleul extern cât şi mantaua internă se află la temperaturi de cateva mii de grade.

cosmic-magnetism-09
Figure 6. Porţiune din secţiunea Pământului

Dacă admitem că Pământul s-a format acum aprox. 4 miliarde ani, studiile geologice ar trebui să evidenţieze o deosebire semnificativă între compoziţia chimică a scoarţei terestre si a litosferei în timpuri geologice diferite.
Aşa cum se observă în fig. 6, în anumite puncte de pe suprafaţa Pământului, lent dar continuu, o parte din scoarţa externă se scufundă şi se topeşte în mantaua internă. În acelaşi timp alt material topit, înlocuieşte acest material care se scufundă, şi desigur că acest material venind din mantaua internă sau din nucleul extern ar trebui să aibă o concentraţie crescută în metale.
Drept consecinţă, daca se admite că un Pământ iniţial a avut un nucleu format din metale şi o manta respectiv scoarţă formată din silicaţi, ar trebui să existe o corelaţie între o creştere a concentraţiei de metale în scoarţa terestră şi vârsta pământului. După 4 miliarde ani, ar trebui ca scoarţa terestră să aibă un conţinut de minim de 25% metale pure.
Studiile geologice confirmă o substituţie a unei scoarţe iniţiale conţinând silicaţi cu altă scoarţă silicatică, fără a avea loc o creştere a conţinutului masic în metale libere.
Este dificil de acceptat că un strat de silicaţi (scoarţa şi mantaua) poate rămane deasupra unui strat de metale topite (nucleul extern), în echilibru termodinamic, pentru un interval de timp lung fără a se ajunge la o uniformizarea compozitiei chimice a acestor straturi.
Un simplu experiment poate lămuri aceste aspecte. Asa cum se poate observa în fig. 7, într-un container, deasupra unei surse de caldură se poziţionează un strat dintr-un metal (fier sau nichel) iar deasupra un strat din silicaţi.

cosmic-magnetism-10
Figura 7. Dispunerea iniţială a straturilor la temperatura ambiantă

Folosind o sursă de căldură adecvată, capabilă să genereze o temperatură înaltă ( cel puţin 2500 °C) şi un gradient mic dar continuu de temperatură, atât stratul metalic cât şi stratul de silicat sunt topite. La aceste temperaturi ridicate, stratul de silicat se amestecă cu stratul metalic şi o soluţie lichidă se formează ca în fig. 8.

cosmic-magnetism-11

Figura 8. Formarea soluţiei lichide la temperaturi înalte

Dacă la acest punct sursa de căldură este îndepărtată, în conformitate cu actuala interpretare, ar trebui să se observe o separare a acestor materiale bazată pe diferenţa lor de densitate. Atunci când temperatura containerului ar ajunge la temperatura ambiantă, conform actualei interpretări, sistemul ar trebui să revină la o stare identică celei iniţiale.
Dar în realitate, când soluţia lichidă este răcită şi începe să se solidifice se obţine un material vitros fără a se observa o separare în straturi bazată pe diferenţa de densitate.
În consecinţă, actuala geochimie şi geofizică nu sunt capabile să explice într-o manieră consistentă structura şi proprietăţile scoartei terestre. Pentru alte planete situaţia este scăpată de sub control şi o mulţime de ,,texte ştiinţifice de referinţă” în loc să aibă de a face cu ştiinţa au mai mult legătură cu ficţiunea.

În teoria propusă, este necesar să fie revizuită în întregime compoziţia chimică a corpurilor celeste şi corelaţia între această compoziţie şi starea de agregare. Este imposibil ca un strat de silicat să rămână pentru intervale de timp de ordinul erelor geologice deasupra unui strat de metal topit fără a-şi modifica compoziţia chimică.


Î5. Este compatibilă o mişcare de rotaţie a Pământului în jurul axei proprii cu existenţa a două straturi având compoziţii chimice diferite şi densităţi diferite?

Este binecunoscută mişcarea de rotatie a Pământului în jurul axei proprii care generează alternanţa zi -noapte într-un anumit punct de pe suprafaţa lui şi de asemenea este binecunoscută mişcarea orbitală în jurul Soarelui care generează succesiunea anotimpurilor. Pe de altă parte, studii bine documentate despre mecanica fluidelor arată că o mişcare rotaţională poate conduce la separarea unui fluid dintr-un amestec pe baza diferenţelor de densitate. Aceste fapte sunt atât de cunoscute și nu cred că actuala ştiinţa îndrăzneşte să le conteste ....  
Forţa centrifugă acţionează diferit asupra componentelor amestecului şi, în consecinţă, particulele cu densitate mai mare migrează către exterior în vreme ce particulele cu densitate mai mică migrează către axa de rotatie asa cum se observă în fig. 9.
Expresia forţei centrifuge ce acţionează asupra unei particule care e constrânsă să efectueze o mişcare de rotatie e data de: Fc = mrω2 cunoscând că ω = v/r şi v este viteza tangenţială putem reformula Fc = (mv2)/r.
Aşa cum se observă forţa centrifugă depinde de raza şi viteza tangenţiala de rotatie dar şi de masa particulelor. Daca raza şi viteza tangenţială sunt constante, greutatea particulelor este factorul care controlează mărimea forţei centrifuge.
În consecinţă dacă două lichide unul cu densitate dublă faţă de celălalt sunt plasate într-un câmp centrifugal, forţa care acţionează asupra unităţii de volum va fi dublă pentru lichidul cu densitate mai mare. De aceea, lichidul mai dens (ρ2) se va deplasa către periferia centrifugei în vreme ce lichidul cu densitate mai mică (ρ1) va ocupa spaţiul din jurul axei de rotaţie. Acest principiu este utilizat în industrie pentru separarea grăsimilor din lapte şi nu este necesar un bagaj matematic avansat pentru a modela acest fenomen. Pentru actualii teoreticieni o vizită la o fermă agricola îi va convinge de realitatea acestor lucruri.
cosmic-magnetism-12
Figura 9 Separarea lichidelor într-o centrifugă
Având aceste concepte bine explicate, este foarte straniu ce se întâmplă în interiorul Pământului. Deoarece Pământul execută o mişcare de rotaţie în jurul axei proprii, această mişcare poate fi asimilată cu mişcarea din interiorul unei centrifuge, şi în acest caz este imposibil să existe actuala distribuţie de densităţi pentru scoarţă, litosferă, manta, si nucleu (fig. 10). De fapt, distribuţia de densităţi ar trebui să fie complet opusă faţă de cea actual acceptată; asta înseamnă densităţi mai mari la periferie şi densităţi mai mici în spropierea centrului de rotatţie.
Desigur, acesta e un model simplificat, pentru că în afara factorului densitate, trebuie luaţi în considerare şi alti factori (spre exemplu variaţia de temperatură în diferite regiuni) pentru a construi un model robust. Însă un simplu exerciţiu matematic poate demonstra că la 2800 km de suprafaţa Pămantului, la limita dintre nucleul extern şi manta, forţele centrifuge au un efect mai accentuat decât efectul gradientul de temperatură.

cosmic-magnetism-13
Figura 10. Distribuţia densităţilor în interiorul Pământului

În teoria propusă nu există diferenţe semnificative între compoziţia chimică a scoarţei, mantalei şi nucleului; desigur că nu se acceptă un nucleu format din metale pur ci o compoziție chimică uniformă a interiorului planetei .

Î6. Care este de fapt compoziţia chimică a nucleului Pământului?

Geofizica actuală acceptă că Pământul este format dintr-o scoarţă silicatică plutind pe un material topit.
Vulcanii activi acţionează ca o pompă a naturii sau ca o supapă de presiune şi ridică materialul topit de sub scoarţă către suprafaţă.
Este destul de ciudat că, în ciuda faptului că vulcanismul terestru este un fenomen larg răspândit, nici un cercetător nu s-a gândit să facă o corelaţie între compoziţia chimică a lavei vulcanice şi compoziţia chimică a interiorului planetei. Presupunând că Pământul prezintă într-adevăr un nucleu format din metale pure (Ni şi Fe), compoziţia chimică a lavei vulcanice reprezintă unul din cele mai stranii fenomene din chimie-fizică. Lava eliberată de vulcanii activi ar trebui să reflecte compoziţia chimică a nucleului lichid şi de aceea ar trebui să aibă un procentaj mare de metale pure in stare topită. Realitatea fizică a complet diferită şi lava nu conţine metale topite ci doar silicaţi sub formă de săruri. Cum este posibil ca geochimia actuală să nu facă deosebirea între metale pure şi săruri ale acestor metale?
Este interesant de replicat cateva experimente la nivelul laboratorului pentru a simula ce ar trebui să se întâmple la scara largă. Să presupunem că avem un strat de silicaţi deasupra unui metal pur ca în fig. 11. Sursa de căldură e situată sub stratul metalic şi cu această dispunere, stratul de silicat este încălzit în mod indirect.

 cosmic-magnetism-14

Figure 11. Detaliile experimentului

Având la dispoziţie o sursă puternică de căldură, şi ţinând cont că metalul este un bun conducător de căldură, se poate aranja experimentul ca să avem mai întâi o topire a stratului metalic. Dacă încălzirea continuă, stratul metalic va fierbe sub startul de silicat şi desigur că va începe să dizolve din acest strat. Presupunănd că fierberea este intensă (gradient de temperatură mare), depinzând şi de grosimea stratului de silicat, la un anumit moment dat, presiunea generată de metalul topit va distruge integritatea straului de silicat şi metalul topit se va revărsa prin crăpăturile generate.
Să considerăm o variantă a acestui experiment unde a tunel este practicat în stratul de silicat (ca în fig. 12).

cosmic-magnetism-15

Figure 12. Variant of experiment

În acest caz, când metalul începe să fiarbă sub stratul de silicat, presiunea nu se mai acumulează sub stratul de silicat. Tunelul joacă rol de supapa de evacuare şi pe masură ce metalul topit se dilată automat este purtat la suprafaţa stratului de silicat ca in fig. 13.
În acest caz, materialul ejectat trebuie să conțină cel putin 80% metal topit şi doar urme de silicaţi. Desigur că o curgere a metalului topit prin tunelul silicatic va produce o eroziune a pereţilor tunelului şi o îmbogăţire a materialului ejectat în silicaţi.

cosmic-magnetism-16
Figure 13. Natura materialului ejectat

Altă variantă a acestui experiment, usor de replicat în practică, presupune existenţa unei camere de acumulare în interiorul stratului silicatic ca in fig. 14.
cosmic-magnetism-17
Figure 14. Variantă a experimentului cu cameră de acumulare

În acest caz, când metalul topit începe sa fiarbă şi se dilată el va umple mai întăi această cameră de acumulare. Presiunea va continua să se acumuleze în sistem şi la un moment dat stratul silicatic nu va rezista acestei creşteri de presiune, o erupţie va avea loc şi atăt material silicatic cât şi metal topit va fi ejectat ca în fig. 15.

cosmic-magnetism-18
Figure 15. Material ejectat în cazul camerei de acumulare

Însă și în acest caz compozitia materialului ejectat trebuie să fie dată de lichidul care fierbe și nu de stratul exterior.
Aşa cum se poate observa, în toate aceste experimente, compoziţia chimică a materialului ejectat este puternic dependent de compoziţia stratului intern, mai precis cel metalic. Stratul de deasupra, în cazul nostru cel silicatic, nu afectează într-o masură apreciabilă compoziţia materialului ejectat.
Aceste simple experimente relevă o nouă perspectivă asupra compoziţiei interne a Pământului şi asupra vulcanismului.....

© 2017 All Rights Reserved Coșofreț Sorin Cezar

MegaMenu RO


Warning: "continue" targeting switch is equivalent to "break". Did you mean to use "continue 2"? in /home/elkadotc/public_html/plugins/system/helix3/core/classes/Minifier.php on line 227

Please consider supporting our efforts.for establishing a new foundation for exact sciences

Amount