なぜ地球磁極は逆転するのか?

太陽黒点数/オゾン全数/エルニーニョ/太陽活動と米国日本の地磁気変動を追います!

12月度その19 オゾン全量シリーズ ➡クールーKOU_LT11時台の磁場極大原因に関するカウンター・プロポーザル!

酸素分子の励起状態である一重項酸素は不対電子を有せず、従って常磁性は失われると解釈できる  [一重項酸素 - Wikipedia]

加えて、基底状態である三重項酸素から励起状態である一重項酸素への光遷移は(電子スピン状態が異なるので)禁止されている、とある(上記Wiki

 

こうして酸素分子が紫外線により励起され、励起状態の磁化率が基底状態より大となるのであれば、KOUのLT11時台における磁場極大観測の説明が付く、のモデルは否定された

 

元々、酸素分子が紫外線により光解離しオゾンを生成する過程で、解離する際に発生する酸素原子Oが酸素分子O2の約2倍磁化率を有するので、これが原因でLT11時台に極大値を観測する、のモデルは生成されるオゾン個数が酸素分子に対し個数比で10^-5程度少なく、とてもLT11時台の極大を酸素原子Oのみで説明できるものではない事が発端にあった

 

それでは何が原因でLT11時台に極大値を観測するのであろうか?

それは、光解離で生成された酸素原子Oの持つ2倍磁化率が原因(種:シード)となって周囲の酸素分子O2をより磁場方向に整列させる、自己組織化モデルがカウンター・プロポーザルなのである

 

ヒントは日本国特許 [JP4217776B2 - 気体分子の整列保持方法 - Google Patents] にあった

例えば、酸素を考えた場合、−218℃以下にまで冷却すると分子は固体となり一定の配列を持つ構造となるので新材料としての期待が持たれるが、

-218°Cは55°Kであり、以下に示すように成層圏オゾン層はせいぜい225°Kでありとても固体化する温度ではない

図1:[気象庁|大気の構造と流れ]

なのである

 

ここで、KOUの北方磁場強度の変化は、

図2:暫定版なのでNAがでる

で、直近の中央値は26,530nT程度であり、その時の波形は、

図3:

2日目が綺麗な波形であり、増大分は約100nTと見て、

その変化率は:

100/26530 = 3.77x10^-3

の増大となる これが要求されている事に変わりはない(これを要求仕様と言う)

 

従って、オゾン層10km-30kmにおいて、2倍磁化率を有する酸素原子Oが原因となって周囲の酸素分子O2をより整列させる自己組織化により磁場強度を増加させる

但し、元々O2は常磁性で地球磁場内でそれなりに一定方向を向いている訳であるから(夜間の基底状態が相当)より強く整列させる、のモデルとなる

 

より強く整列させる度合いは+0.337%となる、これは10km-30kmに存在する酸素分子すべてに影響を与える(自己組織化させている)場合である

酸素原子Oの個数は酸素分子O2との個数比で10^-5と少ないので、周囲10%の酸素分子を瀬列させる程度である、としても+3.37%の増加が周囲のO2に発生すれば全体としては+0.337%の増加であり、説明が付く

勿論、より低温の方が自己組織化には有利なので10km-30kmが最も向いている、となる(図1参照)

 

まとめ:

KOUのLT11時台における磁場強度極大の原因は、光解離により生成された酸素原子Oの持つ2倍磁化率(対、酸素分子O2)が種となり、周囲の酸素分子をより強く整列させる、自己組織化によるものである

より強く整列させる自己組織化の度合いは、KOUパス上で全体として+0.377%である(でなければならない)

ここで、KOUのLT11時台における北方磁場強度極大もやはりオゾン全量シリーズで追う事と致しました

 

追記:2022/12/13 17:30

参考の為、酸素原子Oのみの磁化率で無理があるか、と言うと:

酸素分子の磁化率を1とし、高度30kmにおける酸素分子数を1x10^21個とし、酸素原子数の30kmにおける個数はオゾン分子数と同じとすれば3x10^16個程度であり、これが酸素原子の磁化率のみによって3.77x10^-3倍の磁場増加に寄与しているとすれば、酸酸素原子の磁化率をMagとして:

(10^21 + Magx3x10^16) / 10^21 = 1.00377 であり、これを解くと

Mag = 126 となり、

酸素原子の磁化率が酸素分子の磁化率より126倍大きければ成立する、となる

実際には Mag =2であり、酸素原子のみの効果で3.77x10^-3倍の磁場増大を得る事は不可能である(酸素原子の磁化率を5としましたが、これは O + O + O2 = 2 + 2 + 1 = 5 の事で、酸素原子磁化率そのものではありません、間違いでした、スミマセン)

昼間、酸素分子1個に対し酸素変死は2個存在するのか?という問題があり、ここは生成される酸素原子数とオゾン分子数は等しい、として計算しました

 

 

コメントバック

リオ同志(id:ballooon)!

コメントありがとう御座います、感謝です

 

>酸素分子が整列するということは、酸素分子が増えると考えていいんですか?

違います!

酸素分子がより揃う(より綺麗に整列する)という事です

酸素分子は、元々小さな棒磁石であり地球磁場の方向に沿って並んでいるのですが、

より磁性の強い酸素原子がより綺麗に地球磁場に沿って並ぶので、

それに引きずられて酸素分子もより綺麗に整列する、という事です

 

>単語を全部調べました!

おッ、それは凄い、お疲れ様でした!

励起状態から基底状態に戻る時、光を放つとか書いてありましたが、酸素の場合はこの行き来はないんですね?

行き(基底状態励起状態)はないですね

戻り(励起状態基底状態)これはあってもよいように思えますが、衝突により周囲を酸化させる事によりエネルギーを下げる確率が高い、かな?

要するに衝突により発生し、衝突により戻る化学反応である、と解釈できます

 

>一重項酸素というのは何の影響を受けて発生するものなんですか?

Wikiによれば色素分子の存在による、とあります

エチレンブルーといった色素は励起された状態が三重項状態であって(これは光励起できて、色素は基底状態が一重項状態)、この励起された三重項状態の色素を基底状態である三重項酸素に衝突させる事によりエネルギー交換が発生し、酸素分子は励起状態の一重項酸素にアップする(色素分子は基底状態の一重項色素にダウンする)

このような励起方法は光増感法と呼ばれ、用いられる色素は光増感剤と呼ばれる。 

とあります

励起された一重項酸素は酸化力が強く、要するに毒でして:

生体内においても、紫外線を浴びたりすることにより体内の色素が増感剤の役目をして一重項酸素が発生することがある。

一重項酸素は生体分子と反応して破壊してしまうので、生体はこれを除去する機構を備えている。

生体内から一重項酸素を除去する物質にはβ-カロテン、ビタミンB2、ビタミンC、ビタミンE、尿酸などがある。

とあります(すべて化学反応ですね)

一重項状態はシングレットステート、三重項状態はトリプレットステート、と言います

看護用語でも出てきませんでしたか?

 

尚、本文中に出てきた酸素原子磁化率は酸素分子磁化率の5倍とあった記述は誤りで、2倍に修正しています、申し訳ありません m(_ _)m

 

以上です

コメバック終わり

 

 

 

以上、お付き合い頂きありがとう御座いました

感謝です