科學家證實磁鐵礦的磁性漩渦不受地球溫度影響

2020-12-04 中國青年網

  [導讀]近日,《科學進展》雜誌刊發文章《對假單疇磁鐵礦粒子熱磁行為的直觀可視化》稱,德國和英國科學家首次聯合證實,磁鐵礦礦石中的納米磁性漩渦對地球溫度波動具有高度彈性,其結構不會受到溫度變化的明顯影響,可以準確反映地球的歷史過程。該發現將為人類理解地球磁場歷史及地核演變和板塊運動過程提供有力支撐。

  近日,《科學進展》雜誌刊發文章《對假單疇磁鐵礦粒子熱磁行為的直觀可視化》稱,德國和英國科學家首次聯合證實,磁鐵礦礦石中的納米磁性漩渦對地球溫度波動具有高度彈性,其結構不會受到溫度變化的明顯影響,可以準確反映地球的歷史過程。該發現將為人類理解地球磁場歷史及地核演變和板塊運動過程提供有力支撐。

  古地磁領域裡,科學家利用磁性礦物探討了地球磁場及其隨地球內核熔融金屬流動而形成的具體歷史過程。大陸板塊運動過程也可以被具有磁性記錄的巖石敏感記錄下來。在數百萬年中,由於極端氣候變化或者火山活動,使得這些磁性礦物經常暴露於巨大的溫度波動之下。這些磁性結構何以在如此高溫波動下產生,從這種結構中獲得的信息又是否可靠呢?

  為了解決這些問題,來自愛丁堡大學、諾丁漢大學和德國尤利希研究中心的研究小組首次對磁鐵礦樣品進行了超高解析度的分析,對磁鐵礦納米晶體的磁漩渦進行了研究。由於其結構非常微小,使得研究唯一的方法就是對其進行加熱和冷卻,才能對這些納米級磁性漩渦進行直接觀測。利用一個特殊的高解析度電子顯微鏡,研究人員實現了磁場在納米尺度上的全息可見。通過這種方式,可以在納米範圍內達到利用條形磁鐵吸引鐵屑的宏觀效果。(劉文浩)

相關焦點

  • 礦石氧化程度對磁鐵礦的磁性有什麼影響?
    磁鐵礦氧化之後可以局部或全部變成半假象赤鐵礦或假象赤鐵礦,即礦物結晶外形仍為磁鐵礦,而化學成分已變成赤鐵礦了。磁鐵礦的氧化過程實質是二價鐵Fe2+變成三價鐵Fe3+的過程。因為磁鐵礦的化學分子式為Fe3O4(或FeOF2O3),其中包括二價鐵與三價鐵,磁鐵礦的氧化程度越厲害,則Fe2+的含量就越少,當磁鐵礦完全氧化後,就全部變成假象赤鐵礦了,其分子式稱為Fe2O3。
  • 新型趨磁細菌能合成磁鐵礦和硫復鐵礦
    惡水盆地位於美國加利福尼亞州和內華達州交界的死亡谷國家公園邊緣,研究人員每天採集此地的水樣,尋找具有不同磁性的微生物。他們把發現的新細菌稱為BW-1,在拍攝的視頻中,BW-1細菌正沿著磁場方向遊動。趨磁細菌是一種單細胞微生物,幾乎所有水體中都有。由於這種細菌產生的磁鐵礦或硫復鐵礦形成了納米結晶,它們會朝向磁場並沿著磁場方向運動,就像一個會遊泳的微型指南針。
  • 人類的磁性第六感首次被證實,第六感能預知未來嗎?
    科學家把這種直覺稱為第六感。第六感的學名是超感官知覺,又叫心覺,也就是說,除了我們現有的五感(視覺、聽覺、味覺、嗅覺和觸覺)外,身體還能利用其它的感官來收集信息,並預知即將要發生的事情。第六感是否真的存在,人們看法不一。
  • 科學家最新發現,地球磁場的起源仍然是一個未解之謎
    我們認為,地球磁場在地球宜居度方面扮演著重要角色。它不僅僅決定了我們指南針上標記的方向,更起到了偏轉太陽風的屏障作用。如若沒有磁場,我們的大氣層就會被太陽風侵蝕。科學家們都知道如今地球的磁場是受這顆行星的液態鐵心的凝固所影響控制的。鐵心的冷卻和結晶電流會激發地心周圍的液態鐵,從而產生了強大的電流,進而產生放射延伸到宇宙空間的磁場。這種地球磁場也被稱為地球發電。
  • 漩渦與地球自轉的不解之緣?!漩渦真的是由於地球自轉產生嗎?
    大家可能都聽過謝皮羅教授通過每次放洗澡水時,水的漩渦總是朝逆時針方向旋轉,從而經過多次的試驗和研究,發表了漩渦與地球自轉的論文,各個科學家紛紛做實驗證實他的想法的正確性的故事。然而,漩渦與地球的自轉真的有關嗎?
  • 漩渦與地球自轉的不解之緣?!漩渦真的是由於地球自轉產生的嗎?
    大家可能都聽過謝皮羅教授通過每次放洗澡水時,水的漩渦總是朝逆時針方向旋轉,從而經過多次的試驗和研究,發表了漩渦與地球自轉的論文,各個科學家紛紛做實驗證實他的想法的正確性的故事。然而,漩渦與地球的自轉真的有關嗎?
  • 人類「第六感」首次被證實 人腦具有磁場感應能力
    加州理工學院神經科學家 Shin Shimojo 表示:「事實上,我們可以在轉身或搖頭時感受到直觀的磁場旋轉,這是人體能夠響應磁感應的一個有力證據」。研究人員發現,大腦不僅能夠檢測到地磁,且似乎能對其表現出相當『智能』的感知。實驗數據顯示,大腦似乎正在積極處理環境中的磁信息,並拒絕看似明顯錯誤的『輸入』。
  • 在零下150度時,磁鐵礦導電性急劇下降,從金屬變成絕緣體!
    磁鐵礦在零下150度時,導電性急劇下降,從金屬變成絕緣體!磁鐵礦(Fe3O4)是最著名的磁性鐵礦石,是磁石的來源,同時還具有作為電子器件中高溫電阻的潛力。大阪大學領導的一項新研究發表在《納米快報》上,由磁鐵礦製成的超薄納米線揭示了這種礦物有趣的特性。當磁鐵礦冷卻到120 K(- 150°C)左右時,它突然從立方轉變為單斜晶體結構。同時,磁鐵礦導電性急劇下降——從金屬變成絕緣體。
  • 科學家發現磁性細菌 有望打造生物電腦
    食品夥伴網訊 據英國廣播公司報導,英國裡茲大學與日本東京農工大學的研究團隊目前在研究會吃鐵的微生物-磁性細菌,研究人員表示,磁性細菌在未來或許可用來打造生物電腦。     據了解,這些微生物攝取鐵時,本身內部會製造出微小磁鐵,類似個人電腦硬碟的內部情況。
  • 地球怎麼了?北極磁性開始偏移,地心內部正在發生變化
    與固定的地理北極位置不同,磁性北極(也就是北極的磁性)一直處於不斷徘徊的狀態。自1831年首次對磁性北極測量以來,科學家還繪製了一副北極磁性緩慢漂移的地圖。1990年以前,北極磁性只會以每年0-15公裡的速度移動,但隨著時間推移,現在的北極磁性卻加速到每年50-60公裡的速度。這樣的速度變化就意味著科學家必須定期用磁極的當前位置更新「世界磁性模型」,因為這對手機和車載導航來說是相當重要的。
  • 磁鐵礦在零下150度時,導電性急劇下降,從金屬變成絕緣體!
    本文參加百家號科學#了不起的基礎科學#系列徵文磁鐵礦在零下150度時,導電性急劇下降,從金屬變成絕緣體!磁鐵礦(Fe3O4)是最著名的磁性鐵礦石,是磁石的來源,同時還具有作為電子器件中高溫電阻的潛力。大阪大學領導的一項新研究發表在《納米快報》上,由磁鐵礦製成的超薄納米線揭示了這種礦物有趣的特性。當磁鐵礦冷卻到120 K(- 150°C)左右時,它突然從立方轉變為單斜晶體結構。同時,磁鐵礦導電性急劇下降——從金屬變成絕緣體。
  • 地質地球所等揭示趨磁細菌複雜磁性機制
    趨磁細菌(magnetotactic bacteria)是生物控制礦化研究的典範和古地磁學研究的新生長點,它們能夠在細胞內合成有生物膜包被的、納米尺寸、單磁疇磁鐵礦晶體顆粒,也稱為磁小體(magnetosome)。
  • 磁鐵礦主要分類
    各種含鐵礦物按其礦物組成,主要可分為4大類:磁鐵礦、赤鐵礦、褐鐵礦和菱鐵礦。由於它們的化學成分、結晶構造以及生成的地質條件不同,因此各種鐵礦石具有不同的外部形態和物理特性。 (1)磁鐵礦主要含鐵礦物為磁鐵礦,其化學式為Fe3O4,其中FeO=31%,Fe2O3=69%,理論含鐵量為72.4%。
  • 地球磁場的起源之謎,變得更複雜了
    一直以來,科學家都喜歡用從古老巖石中採集的礦物來確定地球磁場在過去時間裡的方向和強度。當巖石形成並冷卻時,顆粒中的電子會朝著周圍磁場的方向向一方偏移。一旦巖石冷卻到一定的溫度(也就是所謂的居裡溫度),電子的方向就確定下來了。
  • 人類大腦中奇怪的磁性粒子起什麼作用?科學家:並非來自外界汙染
    自20世紀90年代以來,科學家已經知道人腦中含有這些粒子,但研究人員並不知道為什麼。一些專家提出這些顆粒具有一定的生物學意義,而其他研究人員認為這些顆粒來自環境汙染。現在德國科學家已經找到了證據來證明前一種解釋。在一項新的小範圍研究中,研究發現大腦的某些部分比其他部分的磁性更強。也就是說,這些區域含有更多的磁性顆粒。
  • 磁鐵加熱到450度失去磁性,地球內部溫度5500度為何還有磁場?
    但科學家經過試驗,鐵氧體磁鐵在加熱到450攝氏度的時候會失去磁性。問題就這麼來了,我們知道,地球擁有一個巨大的磁場,而地心的溫度達到了5500攝氏度。在這樣的高溫下,地球的磁場怎麼還會維持呢?一直以來,這個問題始終在困擾著物理學家。在科學家對地球地殼內的組成和運動形式進行研究後,地球磁場在高溫中仍能存在的秘密才被揭開。
  • CICC科普欄目|撲朔迷離的地球磁場起源之謎
    一旦巖石冷卻到一定的溫度(也就是所謂的居裡溫度),電子的方向就確定下來了。科學家可以通過確定這些顆粒的年齡,並使用標準的磁力儀來測量這些電子的偏移方向,來估測在某一特定時間點地球磁場的強度和方向。在這250顆鋯石中,他們發現只有3顆鋯石是相對沒有這些雜質的,因此它們可能含有較好的磁性記錄。隨後,研究人員對這三顆鋯石顆粒進行了詳細的實驗檢測,以確定它們可能含有何種磁性物質。最終,他們確定了在其中兩顆鋯石顆粒中,存在一種名為磁鐵礦的磁性礦物。通過觀察這兩顆鋯石的截面,他們確定了磁鐵礦在鋯石顆粒中的所在位置。
  • 科學家證實:地球的軌道確實存在周期性的變化
    科學家們最近證實了一個歷史悠久的假說,即地球的軌道同時受木星和被工業自動化打擊的手工業者金星的引力作用,在史詩般的循環中扭曲往復,循環周期40.5萬年。「這是一個驚人的結果,因為之前可以確認,在5000萬年以前,就已經存在這個漫長的周期了;如今我們又向上追溯到至少2.15億年前,地球軌道在那時起就已經進入到這個周期節奏了。」
  • 新實驗證實:人類大腦與地球磁場有神秘聯繫,避免我們想到死亡!
    我們知道磁場圍繞著我們的星球,保護它免受太陽輻射對一些生物來說,地球周圍的磁場像指南針一樣指引他們的方向。像鳥類遷徙一樣,候鳥、海龜和一些細菌都有這種內置導航系統。但是人類呢?地球被地球內部液體運動產生的磁場所包圍。這就是為什麼磁羅盤指向北方。在地球表面,這個磁場相當弱,大約比冰箱弱100倍。在過去50年左右的時間裡,科學家們已經證明,在動物王國的幾乎所有分支中,細菌、原生動物和數百種物種都能探測到這種地磁場並做出反應。
  • 磁性材料的居裡溫度與工作溫度
    在原子中,電子因繞原子核運動而具有軌道磁矩;電子因自旋具有自旋磁矩,原子的磁矩主要來源於電子磁矩,這是一切物質磁性的來源。過高的溫度會改變原子的磁疇結構,從而導致物質磁性的消失。因此,各類磁性材料都有一個自己的最高工作溫度。了解磁材的最高工作溫度有利於在使用中避免因高溫而導致的磁體失磁。說到溫度與磁性關係的問題,我們首先要了解一個概念—「居裡溫度」。