La dinamo terrestre o geodinamo è un modello fisico che spiega la formazione del campo magnetico terrestre , dall'induzione prodotta dai rapidi movimenti delle leghe di ferro e nichel fuso nella parte liquida del nucleo della Terra a confronto, in prima approssimazione , a quella di un magnete diritto o di un dipolo magnetico . A differenza del nucleo interno (il seme) e del mantello isolante, il nucleo metallico esterno è quindi un conduttore all'origine di un campo debole distribuito secondo cicloni di convezione .
Il fenomeno, sebbene ben compreso sperimentalmente, non è ancora molto ben descritto dalla teoria. Le significative variazioni del campo magnetico e le sue inversioni di polarità nel tempo geologico sono oggetto di modellizzazione sperimentale, prendendo come base la misura delle variazioni del campo magnetico terrestre. Queste misurazioni derivano dall'osservazione della magnetizzazione dei sedimenti marini dei diversi bacini oceanici.
Si ritiene che l'origine del campo magnetico terrestre si basi sul principio della dinamo . Si crea una corrente elettrica in un anello conduttivo che si muove in un campo magnetico: questo è l'effetto dinamo. C'è una conversione dell'energia meccanica in energia elettromagnetica. Al contrario, una corrente in un anello conduttivo produce un campo magnetico. Una corrente produce un campo, una variazione di campo produce una corrente, ma senza un campo e una corrente iniziali, può iniziare e stabilizzarsi l'effetto dinamo? (una fluttuazione di corrente che induce una fluttuazione di campo che amplifica la corrente, ecc.). Questo è oggetto di recenti esperimenti sul campo dove si studia il comportamento del flusso vorticoso (chiamato "" von Karman "") di un fluido conduttivo (sodio liquido).
L'esperimento VKS ( collaborazione Von Karman Sodium, ENS-Paris, ENS-Lyon e CEA-Saclay) è stato condotto nel 2006 presso CEA Cadarache , in Francia . Ha dimostrato la comparsa spontanea di un campo magnetico in un fluido conduttivo turbolento. Il fenomeno riproduce le principali caratteristiche della dinamo terrestre con un rispettato ordine di grandezza. La soglia per la comparsa dell'effetto dinamo corrisponde ad un numero di Reynolds magnetico (Rm) di 30. La transizione Rm-Rmcritica è di tipo supercritico, ai sensi della classificazione delle biforcazioni.
Fu attraverso questo esperimento che furono anche osservate per la prima volta in laboratorio, nel flusso molto turbolento di sodio liquido controrotante dalle eliche , inversioni del campo magnetico simili a quelle del campo magnetico terrestre. Questi esperimenti dovrebbero fornire una migliore comprensione della dinamica dei campi magnetici cosmici.
Articoli scientifici associati:
- osservazione dell'effetto dinamo: " Generazione di un campo magnetico per azione della dinamo in un flusso turbolento di sodio liquido ".
- osservazione dell'inversione di campo: " Inversioni di campo magnetico in una dinamo turbolenta sperimentale ".
Più colossale, con 3 tonnellate di sodio fuso e 1 MW di potenza meccanica fornita al sistema; geometria con due sfere annidate (quindi più vicine alla realtà): ma l'energia termica va evacuata: grandi tubi dell'olio di raffreddamento.