【科学家】人类为什么不利用地球磁场来发电呢?


【科学家】人类为什么不利用地球磁场来发电呢?
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磁场是一种看不见 , 摸不着、传递实物间磁力作用的场 , 而我们的地球就是被磁场包围着 。
当然 , 包围着地球的这个磁场也是看不见也摸不着的 , 不过在漫长的时光中 , 磁场始终保护着地球上的生物们 。
我们知道法拉第电磁感应定理提到:磁可以生电 。 那么既然地球有一个巨大的磁场 , 为什么人类不利用这个磁场来发电呢?
地球磁场是如何的产生的?关于地球磁场的产生并没有一个准确的答案 , 不过有以下几种主流假说:

  • 早铁磁体假说 。
毋庸置疑的是地球由地壳、地幔和地核三部分构成 , 而在地核的最深处主要是由铁和镍两种金属元素组成 , 可以粗略的理解为地核本身是一个铁块 , 因此在早期的时候 , 科学家们共同认为地球磁场是由于地核自身产生的磁性产生的 , 这就是早期的早铁磁体假说 。
  • 电荷旋转假说
随着科学家们的深入探索后 , 发现之前的假说并不正确 , 这都要归功于皮埃尔居里先生做的实验 。
他选取了一些物质加热到自身的居里温度 , 发现它们的磁性就会消失 , 就比如铁和磁铁矿等这类磁性物质(它们的居里温度大概是700℃) , 如果这些物质深入地表 。
那么在25公里以下就足以到达这个温度 , 但在地球深处的物质温度都高达4000℃ , 这个数据很明显远远超过了磁性物质的居里温度 , 这一发现足以能够判断出地球内部的铁根本没有磁性 。
到了20世纪初 , 科学家们提出电荷旋转假说 , 它主张地球上存在等量的两种电荷 , 一种集中在地球内部 , 另一种则分布在地球表面 , 并且随着地球的自转电荷旋转产生环绕整个地球的圆形电流 , 而地球磁场的产生就是由这股电流激发出来的感应磁场 。
虽然这个理论很好的通过电与磁解释了地球磁场如何产生 , 但却有一个致命的缺点 , 如果我们计算出地球表面的电荷储量 , 就可以推算出地球电荷储量的理论值 。
可是经过计算后 , 人们发现理论值和真实情况差入很大 , 总的来说就是如果要想得到地磁场这样的磁场强度 , 地球的电荷储量需要扩大1亿倍才行 , 因此电荷旋转假说也无法成立 。
  • 双圆盘耦合发电机模型
直到1958年日本地磁学家利五常次在发电机假说的基础上提出了双圆盘耦合发电机模型 , 认为在地核和地幔的交界的处 , 液态的外核物质会形成对流 , 以此构成一个巨大的发电机 , 也许地磁场就是由发电机发出的电流而激发产生的 。
如果把对流的物质看作是旋转的圆盘 , 那么两个圆盘之间就会产生两股方向相反的电流 , 并且同时激发出两个极性相反的磁场 , 由于这两个圆盘旋转的速度不同 , 这时强度更大的磁场会占据优势 。