Как образуются природные магниты на Земле? Сильнее ли они, чем искусственные?

Для образования природных магнитов магнетит (железная руда) должен содержать следы маггемита. Эти природные магниты не такие сильные, как искусственные, которые изготавливаются с желаемой силой и формой.

Что такое природные магниты?

Минералы или металлы, которые сами по себе создают стабильное магнитное поле, называются естественными магнитами. Искусственные магниты, которые делают люди, — это не одно и то же. Магниты, полученные от природы, являются постоянными, а магниты, сделанные человеком, могут быть как постоянными, так и временными.

Во многих местах по всему миру были обнаружены песчаные залежи, которые содержат магниты, сделанные из самого песка. Самым мощным из всех магнитов природного происхождения является песчаник, также известный как магнетит. Этот минерал темного цвета после полировки приобретает сверкающий вид.

При создании первых компасов использовался именно природный магнит. Если дать камню свободу вращаться в любом направлении, его северный магнитный полюс всегда будет совпадать с географическим северным полюсом Земли.

Сегодня мы узнаем больше о формировании природных магнитов на примере одного из самых эффективных природных магнитов.

Что такое Магниты?

Одним из самых ранних и исторически распространенных применений камня было использование его в качестве природного магнитного компаса.

Камни в основном образуются из магнетита. Магнетит — это коричневато-черный минерал, содержащий железо и обладающий уникальными магнитными свойствами. Его можно очень сильно намагнитить. Магнетит имеет химическую формулу Fe3O4; мы знаем, что каждая молекула магнетита состоит из трех атомов железа (Fe) и четырех атомов кислорода (O). Магнетит содержит высокую концентрацию окисленного железа, которое, как и железо в целом, позволяет электронам свободно перемещаться по минералу.

Благодаря этому магнетит является очень мощным магнитом; более того, некоторые животные, например, голуби, имеют в своем теле материалы, содержащие железо, чтобы они могли более точно определять магнитное поле Земли.

Как образуются магниты (природные магниты)?

Прежде чем магнетит может служить в качестве камня, минерал должен быть намагничен. При первом образовании магнетит не магнитится, а большинство магнетитов даже не поддаются намагничиванию. Чтобы магнетит проявил магнитные свойства, он должен иметь определенную кристаллическую структуру и определенный химический состав.

Магнетит составляет большую часть магнитного камня, но помимо магнетита содержит следовые количества маггемита и ионов других металлов. Маггемит представляет собой окисленную форму магнетита. Кристаллическая структура магнетита не имеет однородного состава из-за примесей и включений. После того как минерал был намагничен, его трудно размагнитить из-за его природных свойств.

Сначала считалось, что магнитное поле Земли ответственно за превращение кусочков магнетита в магнитный камень, вызывая их намагничивание.

Однако было обнаружено, что магнитное поле Земли недостаточно мощное, чтобы вызвать такое преобразование в минерале. После этого осознания многие люди сосредоточились на ударах молнии, ответственных за преобразование магнетита, присутствующего в магнитах, в магнитное состояние.

Когда молния ударяет в Землю, она создает чрезвычайно мощное электромагнитное поле в течение минимального периода времени. Считается, что магнетит может превратиться в магнит в результате такого чрезвычайно мощного магнитного поля. Удары молнии являются наиболее вероятным источником магнитного поля, необходимого для превращения магнетита в магнит. Это связано с тем, что магниты обычно находятся близко к поверхности Земли, а не глубоко под ней. Именно так образуются природные магниты.

Сильнее ли природные магниты, чем искусственные?

Магниты, найденные в природе, обычно имеют асимметричный вид, и их магнитная сила гораздо ниже, чем у магнитов, изготовленных в лаборатории. С другой стороны, искусственные магниты могут быть созданы с любой силой, их можно намагничивать и размагничивать с относительной легкостью, что позволяет использовать их в самых разных областях. Природные магниты не могут быть изготовлены с заданной силой. Магниты, созданные человеком, превосходят магниты, созданные природой, по ряду причин, и это одна из основных.

Еще одна причина, по которой искусственные магниты сильнее природных, заключается в том, что искусственные магниты можно сделать любого размера, в то время как природные магниты нельзя разбить или объединить, чтобы сделать их разных размеров.