Hoe wordt het aardmagnetischveld opgewekt? Geodynamo

Hier wil ik een aantal modelen en methoden toelichten die worden gebruikt bij het onderzoek naar de werking van het aardmagnetisch veld.
Het bekendste model is die van de geodynamo. Het model van de geodynamo wordt op dit moment op veel plaatsen onderzocht: waaronder in Nantes aan het LPG , Utrecht in Fort Hoofddijk en in de VS door NOAA....(verder uitwerken met resultaten)

De belangrijkste uitwerkingen van het aardmagnetisch veld zijn op dit moment de volgende modellen:

WMM

The World Magnetic Model is a joint product of the United States’ National Geospatial-Intelligence Agency (NGA) and the United Kingdom’s Defence Geographic Centre (DGC). The WMM was developed jointly by the National Geophysical Data Center (NGDC, Boulder CO, USA) and the British Geological Survey (BGS, Edinburgh, Scotland)
HDGM

HDGM
Het samenwerkingsverband CIRES heeft een High Definition Geomagnetic Model ontwikkelt dat bijvoorbeeld zeer belangrijk is bij het ontginnen van delfstoffen.

Geomagnetic declination maps for two drill sites (red crosses) at the Caspian Sea. The standard approach (left) does not account for crustal anomalies and therefore is unrealistically smooth. The advanced approach (middle) shows the long-wavelength crustal distortion accounted for by the global HDGM model. The best solution (right) makes additional use of an aeromagnetic survey to fully account for local distortion of the geomagnetic field.
Bron: http://www.ngdc.noaa.gov/geomag/hdgm.shtml


Model van Glatzmaier
Glatzmaier toont aan dat er geen dipool veld is maar dat het veel complexer is.
De sterkte van het aardmagnetischveld fluctueerd. Bij een lage veldsterkte kan je lokaal een ompoling krijgen. In extreme gevallen kan het veld zelfs omslaan. 










Veldwerk
Uit onderzoek naar diepzeeboringen blijkt dat dit ook regelmatig is gebeurd in het verleden.




Toepassingen:
De modellen kunnen getoetst worden door deze te correleren met data verzameld uit veldwerk.

Interdicpilinair onderzoek in combinatie met paleomagnetisme:
Door paleomagnetisme te combineren met stratigrafie...
Door paleomagnetisme te combineren met biologie..

Oorsprong van Magnetisme

De term magnetism komt oorspronkelijk uit het grieks en is vernoemd naar het departement Magnisia in de regio Thessalië. Stenen uit deze regio worden Magnes Lithos  genoemd (Matthieu 2002; Krogt 2012) en stonden bekend om hun merkwaardige eigenschappen. Men maakte een onderscheidt tussen licht gekleurde Magnesium Alba met magnesium (MgCO₃)  en het donkerder Magnesia Nigra met mangaan (MnO₂). Het Magnesia Nigra heeft de eigenschappen die we kennen van een magneet. 

Er bestaat lokaal een lgende oover de herder Magnes die ongeveer 4000 jaar geleden met zijn ijzeren staf en de nagels van zijn schoenen vast kwam te zitten aan een zwartesteen. Naar deze steen van Magnetiet (Fe₃O₄) te hebben opgegraven werden soortgelijke magische stenen  naar hem of de regio vernoemd.

Thales van Milete (624 v. Chr.- 545 v. Chr.) is een presocratische filosoof en een van de eerste natuurwetenschappers. Hij zocht naar verklaringen voor natuurverschijnselen in het universum en niet bij de Goden. Zo dacht hij dat een magneet bezielt was omdat deze ijzer aantrok. (Tevens wees hij al op de mogelijkheid dat continenten drijven in de oceaan, maar dat is een ander verhaal)

De eerste literaire vermelding van de eigenschappen van magnetisme in de natuur in relatie met het aardmagnetisch veld komen uit China omstreeks 20 na Chr.( Tremolet De La Sheisseries, 2004); overigens beschrijft Ghoungzou in China al in 645 voor Chr. de eigenschappen van magnetisch gesteenten.

 Omstreeks de 11^e eeuw maakt men in China al gebruik van dit soort stenen als compas om een noordelijke orrientatie te vinden door ze aan een draad te hangen, waarna de stenen zich orrienteerde naar de poolster. Carson (1975) meent dat de Olmec in Mexico al ruim 1000 jaar eerder gebruik maken van magneten als een soort compas bij de bouw van hun temples.

  
In 1269 maakt Peter Peregrinus een notitie over de eigenschappen van magnetisch gesteenten (Lodestone of loadstone)

 Omstreeks 1600 komt Gilbert komt erachter dat de Aarde in feite een grote magneet is en dat je een stuk ijzer magnetisch kan maken door erop te slaan en ook dat ijzer deze eigenschap verliest als je het opwarmt

In 1779 is er nog steeds geen serieuze theory rondom de oorsprong van Magnetisme.

 Hans Christiaan Oersted (1777-1851)  maakt duidelijk in een experiment (1820) dat er een verband is tussen magnetisme en elektriciteit door een compas bij en stroomdraad te houden. Dit leidt tot het begrip dat als er een geladen deeltje beweegt er dus ook een magnetisch veld wordt opgewekt.

James Clerk Maxwell (1831-1879) formuleert de maxwell vergelijkingen die an de basis staan voor het electro-magnetisme.