Magnetizam Zemlje sa stajališta evolucionizma i kreacionizma

MAGNETIZAM ZEMLJE SA STAJALIÅ TA

EVOLUCIONIZMA

I KREACIONIZMA

KAKO JE NASTAO NAÅ SVIJET?

ISTINA O PRIRODI

↓ PRIRODNE ZNANOSTI

↓ ZNANSTVENE METODE I POSTUPCI

ISTINA O PRIRODI

↓ PISANA BOŽJA OBJAVA: BIBLIJA ili SVETO PISMO

ISTINA O PRIRODI

ZNANSTVENA

?

VJERSKA

JEDNA ISTINA: I ZAJEDNIÄŒKA!

Magnetizam Zemlje – kreacionistički pristup:

• Thomas G. Barnes, D.Sc. • D. Russell Humphreys, Ph.D.

Petrus Peregrinus (1269) William Gilbert (1600): De Magnete

“Zemlja je veliki magnet”

Sir Isaac Newton (1642-1727)

Teorija gravitacije (1687) • Uz zaobljenost, magnetizam je bio prva značajka pripisana Zemlji kao cjelini; • Zamisao o “djelovanju na udaljenost”

Vremenske promjene Zemljina magnetizma: • Henry Gellibrand 1635. god. , na osnovi radova W. Borougha i E. Guntera:

DLONDON ↓ više od 7° u 54 god.

Srednjovjekovna državno-crkvena vlast zabranjuje slobodu u znanosti: inkvizicija Nikola Kopernik (1473-1543) 1616. god. zabranjena sva djela temeljena na njegovu nauku

Galileo Galilei (1564-1642):

“Bog se ništa manje veličanstveno ne otkriva u djelima prirode nego u svetoj Bibliji.”

DVA KLJUČNA DOGAĐAJA PREKIDAJU TISUĆLJETNI “ZNANSTVENI MRAK”:

Martin Luther (1483-1546)

1.Vjerska reformacija utemeljena na Bibliji

Johannes Gutenberg (oko 1390-1468)

2. Tiskarsko umijeće

Puritanci – osnivači i pioniri “The Royal Society of London for Improving Natural Knowledge” (osnovano 13. svibnja 1663. god.):

“Biblija i priroda su dvije knjige u kojima se Bog objavljuje.”

ZNANOST 18. i 19. STOLJEĆANEOVISNA o BIBLIJI i ČESTO NJOJ PROTIVNA: Kant, Laplace, Lyell, Darwin, Huxley,...

↓

ZNANOST 16. i 17. STOLJEĆAUTEMELJENA na BIBLIJI i u SUGLASJU s NJOM: Kopernik, Brahe, Galilei, Kepler, Newton,...

P.S. de Laplace (1749-1827):

“Newton je za prirodne zakone pretpostavio Stvoritelja, a meni ta pretpostavka nije bila potrebna.�

Karl F. Gauss (1777-1855) B    VM

 2 VM  0  aZ  VM ( r,θ, )  aZ     n 1 m0  r  

n

n

n 1

g

m n

cos m  hnm sin m  Pnm cos θ  

 r  m  aZ     qn cos m  snm sin m  Pnm cos θ  n 1 m0  aZ  

n

Tajnovito podrijetlo magnetizma Zemlje:

dT ď‚ť 30 km C

Odakle Zemljin magnetizam?

Albert Einstein (1879-1955):

“Želim znati kako je Bog stvorio ovaj svijet.”

Podrijetlo Zemljina magnetizma: jedan od 5 glavnih neriješenih problema u fizici.

Sir Horace Lamb (1849-1934)

Preostale električne struje iz vremena postanka Zemlje Teorija slobodnog slabljenja Zemljina magnetskog polja:

μ0 2 τ  2 σb π

Primjena Lambove teorije na jezgru Zemlje: Maxwellove jednadžbe: B rot E = – t E rot B = μ0 j + ε0 μ0

ρE div E = ε0 div B = 0

t



2A

A = μ0 σ t

A (r,θ, ,t) = A0 (r,θ, ) e –t ⁄ τ





2 d A( ) dA( )  1  2 1  2  n (n  1)  A( )  0 2 2 d d 1  

Unutar jezgre: 0 m  b π π  Br r , θ   sin r  cos r  cos θ 2  b b  2  b r  πr 2 2 2  0 m b   r π π   B r ,θ   sin r  cos r  sin θ 2  b b  4 b r  π b r

 2 VM  0

Izvan jezgre:

 Cn r 

VM (r,θ) =

n 0

n

 Dn r

0 m cos θ Br (r,θ)  3 2 r 0 m sin θ Bθ (r,θ)  3 4 r

n 1

 P (cos θ ) n

μ0 2 τ  2 σb π

Električna struja u Zemljinoj jezgri: j (r,θ) = 

πm  b π π  sin r  cos r  sin  3  4b r π r b b 

m = 7.768 ∙ 1022 A∙m2 (IGRF: 2005)

Izračun vremena slabljenja τ i vodljivosti σ Zemljine jezgre:



.

μ0 2 τ  2 σ b  1970 god. σ = 4.02 ∙ 104 S∙m1 π Pokusne procjene za σ u laboratorijskim uvjetima u skladu s Lambovom teorijom slobodnog slabljenja.

Zemljin dipol oslabljuje:

m↓ oko 5% u 100 godina

Sydney Chapman (1951): "...očito se radi o izrazito velikoj i nagloj sekularnoj promjeni koja se ne može usporediti ni sa kojom drugom globalnom geofizičkom pojavom."

Evolucijske zamisli u 19. st.

Charles Darwin (1809-1882)

Astronomija :Kant-Laplaceova hipoteza Geologija: J. Hutton i Sir Ch. Lyell Biologija: Ch.Darwin, A.R.Wallace, T.H.Huxley ...i druge prirodne znanosti

Početak 20. st.:

Paleomagnetizam: Revolucionarno otkriće OBRATA GEOMAGNETIZMA: • uzorci skrućene lave • jezgre dubokomorskih naslaga • podmorske magnetske anomalije

t << tGEOL.

KRIZA LAMBOVE TEORIJE

Obrati dipola

GEOL.

J. A. Jacobs (1967):

“Zato se mora otkriti mehanizam koji stvara i održava električne struje i tako pothranjuje Zemljino trajno magnetsko polje.”

Rješenje za evolucioniste:

samouzbudni dinamo-modeli Sir Joseph Larmor (1919): Magnetsko polje Sunca održava se tzv. “samouzbudnim učinkom”: inducirajuće polje je ujedno i inducirano polje

Alfvénov teorem i ω-učinak:

• ω-dinamo •

2-dinamo

-učinak:

Kreacionizam: biblijsko-geofizički vremenski okvir • GOSPOD je stvorio Zemlju u doslovnih 6 dana od po 24 sata prije nekih 6000 godina.

• Nekih 1700 godina poslije stvaranja zbio se opći potop, koji je trajao oko godinu dana.

Humphreysov kreacionistički pristup: Lambova teorija + potop kao uzročnik geomagnetskih obrata

Vrlo brzi obrati geomagnetskog dipola:

T~

nekoliko milijuna godina

ď&#x201A;Ż

T~

nekoliko dana

Paleomagnetski dokazi?

Steens Mountain, Oregon, SAD

“...zapanjujuće brze promjene smjera polja od 6° dnevno... čak i ako je riječ o skoku tijekom obrata, zaključci o brzini i amplitudi promjene zaista su fantastični.”

Filtrirajući učinak Zemljina plašta: • Tzv. “geomagnetski trzaji”: prvi od njih, zabilježen na mnogim opservatorijima širom svijeta, zbio se 1969 ⁄ 70.

σ ~ 102 – 103

S·m–1

Procjene za duboki plašt nesigurne: Točne vrijednosti:

?



10 – 103

Obrati Sunčeva magnetizma: • svakih 11 godina: razmjerno kratak period obrata: RS  200 b !

•

Z  30 S TZ očekivano < TS

Mehanizam geomagnetskih obrata: Alfvénov teorem o “zamrznutu“ tôku i prespajanje silnica:

KONVEKCIJA + MAGNETSKI UZGON + DIFUZIJA

Nastanak obratna tôka: • brza uzlazna konvekcija magnetskog tôka proizvodi novi tôk obratna tj. reverzna smjera:

Značajke nova tôka:

U praksi: ΦM < Φ'M

Kritična veličina i brzina: • električne struje aproksimiramo odsječkom koaksijalna kabla:

(Δz)KRIT. =



τ0  barem 3.5 km μ0 σ

b 5 ms vSTV. ~ τ0

Obrat Zemljina dipola:

Tijek Zemljina magnetizma prema Humphreysu:

Manjkavosti dinamo-pristupa u odnosu na kreacionizam: • Teškoće u teoriji • Računalni modeli dokazuju dinamoteoriju?

• Nema iskustvene potvrde

Cowlingov teorem: simetrija uzrokuje teškoće • Osnosimetrično polje B ne može se održati dinamomehanizmom:

HeuristiÄ?ki pristup za dinamomodele HeuristiÄ?ki postupak u znanosti jest onaj kod kojeg rabimo nedokazanu tvrdnju (KlaiÄ&#x2021;,1972).

Numeričke računalne simulacije dokazuju dinamo-teoriju?

Glatzmaier i Roberts (1995): samoodrživa 3-dimenzijska simulacija konvekcijskog geodinamo-mehanizma

Gailitis i dr.(2001) upozoravaju:

“Primjenjivost tih simulacija na stvarne dinamo-mehanizme nije potpuno jasna, budući da one:

(1) ili rade u parametarskom rasponu koji se znatno razlikuje od Zemljina; (2) ili se služe «numeričkom varkom» poput, primjerice, uporabe neizotropnih hiperdifuzivnosti.”

Nema iskustvene potvrde • Peter Olson sa Sveučilišta Johns Hopkins:

“Zemljin dinamo kojeg pokreće konvekcija ubrzo je postao «sigurna istina», a da pritom nitko zapravo nije pokazao može li on djelovati.” (Ladbury,1996)

ω-dinamo posredno nije otkriven:

• Hipotetski ω-dinamo nije eksperimentalno potvrđen izmjerama geoelektričnog potencijala.

Obrati (reverzije) Zemljina magnetizma i slične pojave: • “Teorija o obratima [unutar dinamo-modela, op.prev.]– u nedostatku ključnih fizikalnih zamisli – nikad zapravo nije ozbiljnije pokrenuta.”

P.H. Roberts (1992b)

Prividna čestina obrata: d nOB d tE

10  6 god 1  

tE (106 god.) tE (106 god.)

tE (106 god.)

IZRAZITA PROMJENJIVOST ?

10-ak NAGLIH ENERGIJSKIH “SKOKOVA”?



Prividna promjena čestine

d tE dt

Svaki se sloj dan  istaložio u naletu ubrzane sedimentacije: SAMO JEDAN ENERGIJSKI UDAR UZROKOVAN POTOPOM!

10

Promjena u stopi taloženja

6

god.

t (dani potopa)

...joĹĄ neke manjkavosti spomenute na kraju, uz moguÄ&#x2021;u raspravu...

Vremenski tijek energije Zemljina magnetskog polja Evolucionisti: ETOT. je pribliĹžno konstantna:

Kreacionisti: ETOT. stalno opada (od postanka do danas) :

Izračun energije Zemljina magnetskog polja: • zahvaljujući satelitskim izmjerama iz 30godišnjeg razdoblja (1970-2000): IGRF 

E = b

π

2π

0 0

dE r, ,  r 2 sin  dr dθ d dV



B=  aZ  En    b

Bn  n 1

2 n1

N

E=

 En n 1

2 π a3 n  1 n  m 2 m 2    g n   hn   μ0 2n  1 m0 

Tijek energije u proĹĄlom stoljeÄ&#x2021;u:

Dipolna energija:

Noviji satelitski podaci (IAGA: IGRF 1970-2000): Ukupna energija:

Nedipolna energija:

Potvrđeno kreacionističko stajalište:

Kreacionistički pristup geomagnetizmu prihvatljiviji od evolucionističkog: • Povijesne okolnosti razvoja dinamo-teorije: “moderne” teorije nekritički prihvaćene; • Magnetski dipolni moment Zemlje tijekom vremena zaista slabi, i to u skladu s Lambovom (izvorno kreacionističkom) teorijom; • Puno teorijskih i iskustvenih manjkavosti u dinamoteoriji; posebice glede obrata Zemljina dipola; • Paleomagnetski uzorci obrata potvrđuju kreacionističko stajalište; • Noviji i pouzdaniji satelitski podaci: gubitak ukupne energije polja: potvrda kreacionističkog stajališta

POTICAJ DA I DALJE ISTRAŽUJEMO I OTKRIVAMO, UZ NUŽDAN OPREZ PRI ZAKLJUČIVANJU, JER: J. Henri Poincaré (1854-1912): “Znanost ima već dovoljno dugu povijest iz koje se može vidjeti kako su izgledale kule u zraku koje je ona ponekad zidala! I već na prvi pogled može se uočiti velika istina: teorija koja je rođena danas, sutra je postala modernom, prekosutra klasičnom, četvrtog dana zastarjelom, a petog – zaboravljenom!”

ZNANSTVENO “POMODARSTVO” PRILAGOĐENO “DUHU VREMENA”: ● srednji

●

vijek: geocentrični sustav

17. i 18. st. : teorija o flogistonu

● 19.

st. : teorija o eteru

st. : zakon o očuvanju paritetne simetrije (fizika elementarnih čestica)

● 20.

● 21.

st. : evolucionizam i dinamo-teorija?

Mihail V. Lomonosov (1711-1765), osnivač Moskovskog sveučilišta:

“Znanost i vjera su rođene sestre, kćeri svevišnjeg Roditelja. One nikada međusobno ne mogu doći u sukob...

Naprotiv, znanost i vjera uzajamno se dopunjuju i međusobno podržavaju...

I propovjednici Svetog Pisma i znanstvenici uvjeravaju nas ne samo u postojanje Boga, već nam otkrivaju i Njegova neizmjerljiva dobročinstva prema nama.”

VIDEO-ANIMACIJA O POTOPU UZROÄ&#x152;NIKU GEOMAGNETSKIH OBRATA

Manjkavosti dinamo-pristupa u odnosu na kreacionizam: • Teškoće u teoriji • Računalni modeli dokazuju dinamoteoriju?

• Nema iskustvene potvrde

Teškoće u teoriji: “Nepoznata je razdioba magnetskog polja unutar Zemlje, a njegov izvor tj. uzrok leži u tom nepristupačnom području. Mehanizam koji održava to polje nije nam jasan.” (Keller, Gettys i Skove,1993)

Kinematička dinamo-teorija je fizikalno nestvarna: • zanemaruje Lorentzovu silu (koja se, prema Lenzovu zakonu, suproti indukciji, tj. prigušuje brzinu v fluida), a time i povratnu spregu između brzinskog i magnetskog polja, pa B tijekom vremena teži k neizmjernosti

Teškoće u dinamičkoj teoriji: ΩZ





1 vS  jB  2Ω

•Narušen je rubni uvjet na CMB-u: vr= 0 na r = b

(s)

Teškoće s MAC-valovima: planetski valovi u jezgri čiju dinamiku bitno određuju magnetska, Arhimedova i Coriolisova sila • Uzrokuju pomicanje geomagnetskih izolinija prema zapadu?

• Teorijska provedba ove zamisli je krajnje složena i nije u potpunom skladu s opaženim

Zagonetne kratkoperiodičke sekularne promjene (SPSV): • tzv. “geomagnetski trzaj” • tzv. torzijski val



PODRIJETLO NEPOZNATO

Izvor energije neizvjestan

PEVOL.~

12 10

PKREAC.~

8 10

W W

“Na vidjelo izlazi srž [knjige kojoj je autor Karato (2003), op.prev.]:…temeljna pitanja u svezi duboke unutrašnjosti Zemlje, koja su od globalnog značaja, ostaju neriješena.” (Williams, 2003)

Nema iskustvene potvrde

Upitan postupak radiometrijskog datiranja arheomagnetskih uzoraka: 

nepouzdana metoda popravak

14 6C

i njen

• koncentracija tog izotopa u prijepotopnoj atmosferi mogla je biti znatno manja 

 prividno prevelika starost!

Kreacionistička vremenska ljestvica utemeljena na Bibliji ~ 103 godina

↓

Evolucionistička tzv. «geološka vremenska ljestvica geomagnetskih obrata» ~ 108 godina

Poslijepotopno polje nakon Humphreysova popravka: 

 

B(t) =

 n 1 i 1

B n,i

t

t n  i e

μ0 σ b 2 τn i   cn (i)

Neprimjerenost pločastog dinama: Glavna manjkavost: namjerna nesimetrija koja je nužna da bi sustav djelovao; nasuprot tome, Zemljina jezgra je radijalno simetrična.

Azimutska nesimetrija vrtloga: â&#x20AC;˘ Progradni i retrogradni vrtlozi po obodnici Taylorova valjka razmjeĹĄteni asimetriÄ?no:

Dinamo-učinak potvrđen pokusom?

Riga, Latvija: Mjereno je magnetsko polje pobuđeno spiralnom fluidnom strujom vrućeg tekućeg natrija (T~170-250ºC)

U slobodnu prostoru Zemljine jezgre gotovo je nemoguće zamisliti razdiobu fluida koja bi nalikovala ovoj koja je u glavnu modulu dobivena namjerno postavljenim pregradama, što jedan dio fluida čine nepokretnim.

ZAKLJUČAK: spomenuti pokusi nipošto ne pružaju dokaze da u unutrašnjosti Zemlje ili nekog drugog nebeskog tijela djeluje dinamo-mehanizam.

MAGNETIZAM ZEMLJE SA STAJALIÅ TA

EVOLUCIONIZMA

I KREACIONIZMA