地球发电机

我们的地球是一个庞大的天然磁体，它的磁场却比较弱，总磁场强度不过0.6奥斯特。地球磁场的强度由奥斯特换算为伽玛，则是610伽玛，即6万伽玛。然而，地球却在不停地转动，它每23小时56分便自转1周，所具有的动能是一个很大的数值，为2.5810焦耳。

具有磁场的天体旋转时，由于单极感应作用，就会产生电动势。如果我们把整个地球作为发电机的转子，以南北两极为正极，以赤道为负极，理论上可以获得10万伏左右的电压。这便是人们把地球本身当作一个巨大的发电机的一种设想。不过，如何把地球自转发出来的电引出来使用，还须有另外的方案或设想。

电磁感应定律告诉我们，导体在磁场中作切割磁力线的运动便会产生感应电流。由于地球本身具有磁性，所以，在地球及其周围空间存在着地磁场。地球上的河流和海洋也是导电体。随着地球的自转，它们自然而然地就相对于地磁场产生了切割磁力线的运动。那么，河流和海洋中就有地磁场的感生电流了。要知道，光海洋就覆盖着地球表面的71%呢!如果想办法把河流和海洋中的感生电流引出来，不就有巨大的电能供我们使用了吗?显然，这是利用地球发电机的另一种方案。

还有，地球本身又是一个巨大的蓄电池。它经常被雷雨中眩目的闪光充电。雷雨云聚集和储存的大量负电荷，使云层下面的大地表面感应出正电荷。两种不同极性的电荷互相吸引，就驱使电子从云层奔向大地，形成闪电给地球充电。据估算，每秒钟约有100次闪电袭击地球，其闪光带长度从300米到2750米不等。一次闪电电压可达1亿伏，电流可达16万安培，可以产生37.5亿千瓦的电能，比目前美国所有电厂的最大容量之和还多。但闪电持续时间很短，只有若干分之一秒。闪电中大约75%的能量作为热耗散掉了，它使闪电通道内的空气温度达到15，000℃。空气受热迅速膨胀，就像爆炸时的气体一样，产生震耳欲聋的雷声，在30千米以外都能听到。

1752年，伟大的富兰克林曾带着他的儿子在雷雨中用风筝捕捉闪电。他的不怕牺牲、勇于探索的精神实在可嘉;但是他的实验结果，除了导致避雷针的发明外，在利用闪电方面却影响不大，至今还没有人找到利用闪电能的有效途径。在地球表面产生的具有强大能量的闪电，能不能直接用来为人类造福呢?已转化为热能的75%的闪电能是否也可利用呢?有没有办法使闪电不把那么多的能量转化为热能，仍保持电能的状态为我们所用呢?能不能撇开上述思路另辟蹊径，譬如，既然闪电已把电能传给了地球，我们能不能从利用蓄电池的角度，把地球当作一个巨大的蓄电池，想办法把电能引出来使用呢?这些答案恐怕要由未来的科学家们给出了。

此外，极光又是地球发电机以另一种形式发出的希望之光，也是一种威力巨大的天然发电站。

在地球的南、北两极，高阔的天幕上，竞相辉映着五彩缤纷的光弧。有的像探照灯的光芒在空中晃动，有的像彩带在空中飞舞，有的像帷幕随风飘拂，有的像成串的珍珠闪闪发光光弧的颜色或红或绿，或蓝或紫，时明时暗，构成一幅瑰丽的景观。这就是极光。它是地球两极特有的自然现象，多出现在3月、4月、9月和10月四个月份。那么，极光是怎样发生的呢?它对人类又有什么用处呢?

我们已经知道，太阳的内部和表面进行着剧烈的热核反应，不断地产生出强大的带电微粒流电子流。这种电子流顺着地磁场的磁力线，来到地磁极附近，以光的速度向四面八方散射。其中一部分电子流射入大气层时，使大气中的气体分子和原子发生电离，产生出大量的带电离子，发出光和电来。极光爆发时，会产生强烈的磁暴和电离层扰动，使无线电通讯和电视广播等受到干扰破坏，使飞机、轮船上的磁罗盘失灵。尽管如此，作为一种未来很有希望的新能源，它将给人类带来巨大的好处。有人推算过，极光发射出的电量高达1亿千瓦，相当于目前美国全年耗电量的100倍以上。有的科学家设想，将来在北极或南极地区，建造一座高达100千米的巨型塔架，用适当的方法把高空中极光的电能接收下来，供人们使用。这种办法能成功吗?未来的科学家们，你是否打算研究出其他更好的方案和办法呢?