Milyen áram hozza létre a Föld mágneses terét. Vonzó bolygó. A projekt megvalósításához szükséges

A Naprendszer legtöbb bolygója valamilyen fokú mágneses mezővel rendelkezik.
A geofizika egy speciális ága, amely a Föld mágneses mezejének eredetét és természetét vizsgálja, az úgynevezett geomágnesesség. A geomágnesesség figyelembe veszi a geomágneses mező fő, állandó komponensének megjelenésének és fejlődésének problémáit, a változó komponens természetét (a fő mező körülbelül 1%-a), valamint a magnetoszféra szerkezetét - a legfelső mágnesezett plazmarétegeket. a Föld légkörének kölcsönhatása a napszéllel, és megvédi a Földet a behatoló kozmikus sugárzástól. Fontos feladat a geomágneses tér változási mintázatainak vizsgálata, mivel ezeket elsősorban a naptevékenységhez kapcsolódó külső hatások okozzák.

Ez meglepő lehet, de ma még nincs egységes álláspont a bolygók mágneses mezejének kialakulásának mechanizmusáról, pedig a mágneses hidrodinamós hipotézis, amely a vezetőképes folyékony külső mag létezésének felismerésén alapul, szinte általánosan érvényes. elfogadott. A termikus konvekció, vagyis az anyagok keveredése a külső magban hozzájárul a gyűrűs elektromos áramok kialakulásához. Az anyag mozgási sebessége a folyékony mag felső részében valamivel alacsonyabb lesz, az alsó rétegekben pedig nagyobb, mint az első esetben a köpenyhez, a második esetben a szilárd maghoz képest. Az ilyen lassú áramlások gyűrű alakú (toroidális) elektromos mezők kialakulását okozzák, zárt alakúak, amelyek nem terjednek túl a magon. A toroid elektromos mezők és a konvektív áramok kölcsönhatása következtében a külső magban teljes dipólus jellegű mágneses tér keletkezik, amelynek tengelye megközelítőleg egybeesik a Föld forgástengelyével. Egy ilyen folyamat „beindításához” egy kezdeti, legalábbis nagyon gyenge mágneses térre van szükség, amelyet a giromágneses hatás generálhat, amikor egy forgó testet a forgástengelye irányában mágneseznek.

A napszél is fontos szerepet játszik - a Napból érkező töltött részecskék, főleg protonok és elektronok áramlása. A Föld számára a napszél töltött részecskék állandó irányú áramlása, és ez nem más, mint egy elektromos áram.

Az áram irányának meghatározása szerint a negatív töltésű részecskék (elektronok) mozgásával ellentétes irányba, azaz. a Földtől a Napig. A napszelet alkotó, tömeggel és töltéssel rendelkező részecskéket a légkör felső rétegei viszik el a Föld forgási irányában. 1958-ban fedezték fel a Föld sugárzási övét. Ez egy hatalmas zóna az űrben, lefedi a Földet az Egyenlítőnél. A sugárzási övben a fő töltéshordozók az elektronok. Sűrűségük 2-3 nagyságrenddel nagyobb, mint a többi töltéshordozóé. Így van egy elektromos áram, amelyet a napszél részecskéinek irányított körkörös mozgása okoz, és amelyet a Föld körkörös mozgása visz el, elektromágneses „örvény” mezőt generálva.

Megjegyzendő, hogy a napszél árama által keltett mágneses fluxus a benne lévő Földdel együtt forgó forró láva áramlásán is áthatol. Ennek a kölcsönhatásnak a hatására elektromotoros erő indukálódik benne, melynek hatására áram folyik, ami egyben mágneses teret is hoz létre. Ennek eredményeként a Föld mágneses tere az ionoszféraáram és a lávaáram kölcsönhatásából eredő mező.

A Föld mágneses mezőjének tényleges képe nemcsak az aktuális lap konfigurációjától függ, hanem a földkéreg mágneses tulajdonságaitól, valamint a mágneses anomáliák relatív elhelyezkedésétől is. Itt analógiát vonhatunk le egy áramkörrel ferromágneses mag jelenlétében és anélkül. Ismeretes, hogy a ferromágneses mag nemcsak megváltoztatja a mágneses mező konfigurációját, hanem jelentősen meg is erősíti azt.

Megbízhatóan megállapították, hogy a Föld mágneses tere reagál a naptevékenységre, azonban ha a bolygók mágneses mezejének kialakulását csak a folyékony magban lévő, a napszéllel kölcsönhatásba lépő áramrétegekkel kapcsoljuk össze, akkor arra a következtetésre juthatunk, hogy a bolygók az azonos forgásirányú naprendszernek azonos irányú mágneses terekkel kell rendelkeznie. Azonban például a Jupiter cáfolja ezt az állítást.

Érdekes, hogy amikor a napszél kölcsönhatásba lép a Föld gerjesztett mágneses mezőjével, a Föld forgása felé irányuló nyomaték hat a Földre. Így a Föld a napszélhez képest hasonlóan viselkedik, mint egy öngerjesztő egyenáramú motor. Az energiaforrás (generátor) ebben az esetben a Nap. Mivel mind a mágneses tér, mind a Földre ható nyomaték a Nap áramától, utóbbi pedig a naptevékenység mértékétől függ, ezért a naptevékenység növekedésével a Földre ható nyomatéknak növekednie kell, forgási sebessége pedig növekedés.

A geomágneses mező összetevői

A Föld saját mágneses tere (geomágneses mezeje) a következő három fő részre osztható: a Föld fő (belső) mágneses tere, beleértve a globális anomáliákat, a külső héjak lokális területeinek mágneses mezői, a Föld váltakozó (külső) mágneses tere.

1. A FÖLD FŐ MÁGNESES TERE (belső) , idővel lassú változásokat (világi eltéréseket) tapasztal, 10-10 000 éves periódusokkal, 10-20, 60-100, 600-1200 és 8000 év közötti időközökben. Ez utóbbi a dipólus mágneses momentumának 1,5-2-szeres változásával jár.

A geodinamó számítógépes modelljével létrehozott mágneses erővonalak azt mutatják, hogy a Föld mágneses mezejének szerkezete egyszerűbb azon kívül, mint a magon belül (összegabalyodott csövek a közepén). A Föld felszínén a legtöbb mágneses erővonal belülről jön ki (hosszú sárga csövek) a Déli-sarkon, és befelé (hosszú kék csövek) az Északi-sark közelében lép be.

A legtöbb ember általában nem gondol arra, hogy az iránytű tűje miért mutat északra vagy délre. De a bolygó mágneses pólusai nem mindig voltak úgy elhelyezve, mint manapság.

Ásványi tanulmányok azt mutatják, hogy a Föld mágneses tere északról délre és visszafelé több százszor változtatta irányát a bolygó fennállásának 4-5 milliárd éve alatt. Az elmúlt 780 ezer év során azonban semmi ilyesmi nem történt, annak ellenére, hogy a mágneses pólusok megfordulásának átlagos periódusa 250 ezer év. Ráadásul a geomágneses tér közel 10%-kal gyengült az 1930-as években történt első mérés óta. XIX század (azaz csaknem 20-szor gyorsabban, mintha energiaforrását elvesztve természetes módon csökkentené az erejét). Jön a következő pólusváltás?

A mágneses tér rezgésének forrása a Föld középpontjában rejtőzik. Bolygónk a Naprendszer többi testéhez hasonlóan belső generátor segítségével hozza létre mágneses terét, amelynek működési elve megegyezik a hagyományos elektromoséval, mozgó részecskéinek mozgási energiáját elektromágneses térré alakítva. Az elektromos generátorban a mozgás a tekercs fordulataiban, egy bolygón vagy csillagon belül pedig egy vezető folyékony anyagban történik. A Holdnál ötször nagyobb térfogatú olvadt vas hatalmas tömege kering a Föld magjában, létrehozva az úgynevezett geodinamót.

Az elmúlt tíz évben a tudósok új megközelítéseket dolgoztak ki a geodinamó működésének és mágneses tulajdonságainak tanulmányozására. A műholdak tiszta pillanatfelvételeket továbbítanak a Föld felszínén lévő geomágneses mezőről, a modern számítógépes modellezési technikák és a laboratóriumban készített fizikai modellek pedig segítik a pálya megfigyelési adatainak értelmezését. A kísérletek új magyarázathoz vezették a tudósokat arra vonatkozóan, hogy miként ment végbe a repolarizáció a múltban, és hogyan kezdődhet meg a jövőben.

A Föld belsejében egy megolvadt külső mag található, ahol az összetett turbulens konvekció geomágneses mezőt hoz létre.

Geodinamó energia

Mi hajtja a geodinamót? A 40-es évekre. A múlt században a fizikusok három szükséges feltételt ismertek fel a bolygó mágneses mezejének kialakulásához, és a későbbi tudományos konstrukciók ezeken a rendelkezéseken alapultak. Az első feltétel egy nagy mennyiségű elektromosan vezető folyékony tömeg, amely vassal telítve alkotja a Föld külső magját. Alatta található a Föld szinte tiszta vasból álló belső magja, felette pedig 2900 km hosszú szilárd kőzet, sűrű köpeny és vékony kéreg található, amely kontinenseket és óceánfenéket alkot. A földkéreg és a földköpeny által a magra nehezedő nyomás 2 milliószor nagyobb, mint a Föld felszínén. A mag hőmérséklete is rendkívül magas - körülbelül 5000 Celsius fok, akárcsak a Nap felszínének hőmérséklete.

Az extrém környezet fentebb leírt paraméterei előre meghatározzák a geodinamó működésének második követelményét: energiaforrás szükségességét a folyékony tömeg mozgásba hozásához. A részben termikus, részben kémiai eredetű belső energia kilökődési feltételeket hoz létre a mag belsejében. A mag alul jobban felmelegszik, mint felül. (A Föld kialakulása óta „befalaztak” benne a magas hőmérsékletek.) Ez azt jelenti, hogy a mag melegebb, kevésbé sűrű fémkomponense hajlamos emelkedni. Amikor a folyékony massza eléri a felső rétegeket, hőjének egy részét elveszti, és átadja azt a fedő köpenynek. Ezután a folyékony vas lehűl, sűrűbbé válik, mint a környező tömeg, és elsüllyed. A folyékony tömeg felemelésével és süllyesztésével történő hőmozgás folyamatát termikus konvekciónak nevezzük.

A mágneses tér fenntartásának harmadik szükséges feltétele a Föld forgása. Az így létrejövő Coriolis-erő ugyanúgy eltéríti a felszálló folyékony tömeg mozgását a Földön belül, mint ahogy az óceáni áramlatokat és a trópusi ciklonokat, amelyek mozgási örvényeit a műholdfelvételeken is láthatjuk. A Föld közepén a Coriolis-erő a felszálló folyékony tömeget dugóhúzóba vagy spirálba csavarja, mint egy laza rugó.

A Föld középpontjában vasban gazdag folyékony tömeg található, elegendő energiával rendelkezik a konvekció támogatásához, és Coriolis erővel rendelkezik a konvekciós áramok örvényléséhez. Ez a tényező rendkívül fontos a geodinamó évmilliókig tartó működésének fenntartásához. De új ismeretekre van szükség ahhoz, hogy megválaszoljuk azt a kérdést, hogy hogyan jön létre a mágneses tér, és miért cserélik időnként a pólusok helyét.

Repolarizáció

A tudósok régóta azon töprengenek, hogy a Föld mágneses pólusai miért cserélnek helyet időről időre. Az olvadt tömegek Földön belüli örvénymozgásával kapcsolatos legújabb tanulmányok lehetővé teszik annak megértését, hogyan megy végbe a repolarizáció.

A köpeny és a mag határán egy mágneses mezőt fedeztek fel, amely sokkal intenzívebb és összetettebb, mint a mag mezője, amelyen belül mágneses rezgések keletkeznek. A magban keletkező elektromos áramok megakadályozzák a mágneses mező közvetlen mérését.

Fontos, hogy a geomágneses mező nagy része csak négy széles tartományban keletkezik a mag-köpeny határán. Bár a geodinamó nagyon erős mágneses teret hoz létre, energiájának csak 1%-a jut el a magon kívülre. A felszínen mért mágneses tér általános konfigurációját dipólusnak nevezzük, amely legtöbbször a Föld forgástengelye mentén orientálódik. A lineáris mágneshez hasonlóan a fő geomágneses áramlás a déli féltekén a Föld középpontjából, az északi féltekén pedig a középpont felé irányul. (Az iránytű az északi földrajzi pólusra mutat, hiszen a közelben van a dipólus déli mágneses pólusa.) Az űrkutatások azt mutatták, hogy a mágneses fluxus globális eloszlása ​​egyenetlen, a legnagyobb feszültség az Antarktisz partvidékén, Észak alatti Amerika és Szibéria.

Ulrich R. Christensen, a németországi Katlenburg-Lindauban található Max Planck Naprendszer-kutató Intézet munkatársa úgy véli, hogy ezek a hatalmas földterületek évezredek óta léteznek, és a magon belüli folyamatosan fejlődő konvekció tartja fenn őket. Hasonló jelenségek okozhatják a pólusváltásokat? A történelmi geológia azt mutatja, hogy a pólusváltozások viszonylag rövid időn belül - 4 ezertől 10 ezer évig - történtek. Ha a geodinamó leállt volna, a dipólus még 100 ezer évig létezett volna. A polaritás gyors változása okot ad annak feltételezésére, hogy valamilyen instabil helyzet megsérti az eredeti polaritást és új pólusváltást okoz.

Egyes esetekben a titokzatos instabilitás a mágneses fluxus szerkezetének valamilyen kaotikus változásával magyarázható, amely csak véletlenül vezet repolarizációhoz. A polaritásváltozások gyakorisága azonban, amely az elmúlt 120 millió évben egyre stabilabbá vált, a külső szabályozás lehetőségére utal. Ennek egyik oka lehet a köpeny alsó rétegének hőmérséklet-különbsége, és ennek következtében a magkiömlések jellegének megváltozása.

A Magsat és Oersted műholdakról készült térképek elemzésekor a repolarizáció néhány tünetét azonosították. Gauthier Hulot és munkatársai a Párizsi Geofizikai Intézetből megjegyezték, hogy a geomágneses tér hosszú távú változásai a mag-köpeny határán olyan helyeken mennek végbe, ahol a geomágneses áramlás iránya ellentétes az adott féltekére jellemzővel. Az úgynevezett fordított mágneses tér legnagyobb része Afrika déli csücskétől nyugatra egészen Dél-Amerikáig terjed. Ezen a területen a mágneses fluxus befelé, a mag felé irányul, míg a déli féltekén a legtöbb a középpontból irányul.

Azok a régiók, ahol a mágneses tér ellentétes irányú egy adott féltekén, akkor keletkeznek, amikor csavarodó és kanyargós mágneses erővonalak véletlenül áttörnek a Föld magján túl. A fordított mágneses tér területei jelentősen gyengíthetik a Föld felszínén lévő mágneses teret, az úgynevezett dipólust, és jelezhetik a Föld pólusainak megfordulásának kezdetét. Akkor jelennek meg, amikor a növekvő folyékony tömeg vízszintes mágneses vonalakat tol felfelé az olvadt külső magban. Ez a konvektív kiömlés néha megcsavarja és kinyomja a mágneses vonala(ka)t. Ugyanakkor a Föld forgási erői az olvadék spirális keringését idézik elő, ami megfeszítheti a hurkot az extrudált mágneses vonalon (b). Amikor a felhajtóerő elég erős ahhoz, hogy a hurkot kilökje a magból, egy pár mágneses fluxusfolt képződik a mag-köpeny határán.

A legjelentősebb felfedezés, amelyet a legutóbbi Oersted-mérések és az 1980-as mérések összehasonlítása során tettek, az volt, hogy a mágneses megfordulás új régiói továbbra is kialakulnak, például a mag-köpeny határán Észak-Amerika és az Északi-sarkvidék keleti partja alatt. Ezen túlmenően a korábban azonosított területek megnőttek, és kissé elmozdultak a pólusok felé. A 80-as évek végén. XX század David Gubbins, az angliai Leedsi Egyetem munkatársa a geomágneses mező régi térképeit tanulmányozva megjegyezte, hogy az inverz mágneses tér szakaszainak terjedése, növekedése és pólusirányú eltolódása magyarázza a dipóluserősség történelmi idők során bekövetkezett csökkenését.

A mágneses erővonalakra vonatkozó elméleti elvek szerint az atommag folyékony közegében a Coriolis-erő hatására fellépő kis és nagy örvények csomóvá csavarják a térvonalakat. Minden egyes forgás újabb és újabb erővonalakat gyűjt össze a magban, ezzel növelve a mágneses tér energiáját. Ha a folyamat akadálytalanul folytatódik, a mágneses tér korlátlanul erősödik. Az elektromos ellenállás azonban eléggé eloszlatja és összehangolja a térvonalak fordulatait ahhoz, hogy megállítsa a mágneses tér spontán növekedését és folytassa a belső energia újratermelését.

A mag-köpeny határán intenzív mágneses normál és fordított mezők képződnek, ahol a kis és nagy örvények kölcsönhatásba lépnek a kelet-nyugati mágneses mezőkkel, amelyeket toroidálisnak neveznek, és amelyek behatolnak a magba. A turbulens folyadékmozgások a toroidális térvonalakat poloidális mezőknek nevezett hurkokká csavarhatják, amelyek észak-déli tájolásúak. Néha csavarodás következik be, amikor egy folyékony tömeget felemelnek. Ha egy ilyen kiömlés elég erős, a poloidális hurok teteje kiszorul a magból (lásd a bal oldali beillesztést). Ennek a kilökődésnek köszönhetően két szakasz képződik, amelyekben a hurok keresztezi a mag-köpeny határát. Az egyiken olyan mágneses fluxus iránya keletkezik, amely egybeesik egy adott féltekén a dipólustér általános irányával; egy másik szakaszon az áramlás ellentétes irányú.

Amikor a forgatás a fordított mágneses tér egy szakaszát közelebb hozza a földrajzi pólushoz, mint a normál fluxusú szakaszt, akkor a dipólus gyengül, amely a pólusai közelében a legsérülékenyebb. Ez magyarázhatja a fordított mágneses teret Dél-Afrikában. A pólusváltás globális megjelenésével a fordított mágneses mezők területei az egész régióban növekedhetnek a földrajzi pólusok közelében.

A Föld mágneses terének a mag-köpeny határán, műholdas mérésekből összeállított kontúrtérképei azt mutatják, hogy a mágneses fluxus nagy része a déli féltekén a Föld középpontjából, az északi féltekén pedig a középpont felé irányul. De egyes területeken az ellenkező kép rajzolódik ki. A fordított mágneses térrégiók száma és mérete 1980 és 2000 között nőtt. Ha mindkét póluson kitöltik a teljes teret, repolarizáció következhet be.

Pólusfordító modellek

A mágneses tértérképek azt mutatják, hogy normál polaritás mellett a mágneses fluxus nagy része a Föld középpontjából (sárga) a déli féltekén, míg az északi féltekén a középpontja felé (kék) irányul (a). A repolarizáció kezdetét a fordított mágneses tér több területének megjelenése jelzi (kék a déli féltekén és sárga az északi féltekén), ami a mag-köpeny határán lévő szakaszok kialakulására emlékeztet. Körülbelül 3 ezer év alatt csökkentették a dipólustér erősségét, amit egy gyengébb, de összetettebb átmeneti tér váltott fel a mag-köpeny határán (b). A pólusváltások 6 ezer év után váltak gyakorivá, amikor a fordított mágneses tér (c) szakaszai kezdtek uralkodni a mag-köpeny határán. Ekkorra a pólusok teljes felfordulása a Föld felszínén is megnyilvánult. De csak további 3 ezer év elteltével történt a dipólus teljes cseréje, beleértve a Föld magját (d).

Mi történik ma a belső mágneses térrel?

A legtöbben tudjuk, hogy a földrajzi pólusok folyamatosan összetett hurkos mozgásokat végeznek a Föld napi forgása irányában (tengelyprecesszió 25 776 éves periódussal). Ezek a mozgások jellemzően a Föld képzeletbeli forgástengelye közelében következnek be, és nem vezetnek észrevehető klímaváltozáshoz. Olvasson többet a pólusváltásról. De kevesen vették észre, hogy 1998 végén ezeknek a mozgalmaknak az általános összetevője megváltozott. Egy hónapon belül a pólus 50 kilométerrel eltolódott Kanada felé. Jelenleg az Északi-sark a nyugati hosszúság 120. szélességi köre mentén „kúszik”. Feltételezhető, hogy ha a pólusmozgás jelenlegi trendje 2010-ig folytatódik, az északi pólus 3-4 ezer kilométerrel eltolódhat. A sodródás végpontja a Nagy Medve-tavak Kanadában. A Déli-sark ennek megfelelően az Antarktisz középpontjából az Indiai-óceán felé tolódik el.

A mágneses pólusok eltolódását 1885 óta regisztrálják. Az elmúlt 100 év során a déli féltekén található mágneses pólus közel 900 km-t mozdult el, és behatolt az Indiai-óceánba. A legfrissebb adatok a sarkvidéki mágneses pólus állapotáról (a kelet-szibériai világ mágneses anomáliája felé haladva a Jeges-tengeren keresztül): azt mutatták, hogy 1973-tól 1984-ig futásteljesítménye 120 km volt, 1984-től 1994-ig. – több mint 150 km. Jellemző, hogy ezek az adatok kalkuláltak, de az északi mágneses pólus konkrét mérései igazolták, a 2002 eleji adatok szerint az északi mágneses pólus elsodródási sebessége a 70-es évek 10 km/évről a 40 km/év 2001 évben.

Ezenkívül a Föld mágneses mezejének ereje csökken, és nagyon egyenetlenül. Így az elmúlt 22 évben átlagosan 1,7 százalékkal, egyes régiókban - például az Atlanti-óceán déli részén - 10 százalékkal csökkent. Bolygónk egyes helyein azonban a mágneses térerősség az általános tendenciával ellentétben még kissé meg is nőtt.

Hangsúlyozzuk, hogy a pólusok mozgásának felgyorsulása (évtizedenként átlagosan 3 km-rel) és mozgásuk a mágneses pólusfordítás folyosói mentén (több mint 400 paleoinverzió tette lehetővé e folyosók azonosítását) gyanút ad a pólusok mozgását nem szabad kirándulásnak tekinteni, hanem a Föld mágneses mezejének megfordulását.

A gyorsítás akár évi 200 km-re is meghozhatja a pólusok mozgását, így a megfordulás sokkal gyorsabban megy végbe, mint azt a valódi polaritásváltási folyamatok szakmai megítélésétől távol álló kutatók várták.

A Föld történetében a földrajzi pólusok helyzetében ismétlődő változások történtek, és ez a jelenség elsősorban a hatalmas szárazföldi területek eljegesedéséhez és az egész bolygó éghajlatának drámai változásához kapcsolódik. De csak az utolsó katasztrófa, amely valószínűleg a póluseltolódáshoz kapcsolódik, és amely körülbelül 12 ezer évvel ezelőtt történt, kapott visszhangot az emberiség történelmében. Mindannyian tudjuk, hogy a mamutok kihaltak. De minden sokkal komolyabb volt.

Több száz állatfaj kihalása kétségtelen. Vannak viták az özönvízről és Atlantisz haláláról. De egy dolog biztos: az emberi emlékezet legnagyobb katasztrófájának visszhangjainak valódi alapja van. És nagy valószínűséggel mindössze 2000 km-es póluseltolódás okozza.

Az alábbi modell a magon belüli mágneses teret (középen egy csomó erővonal) és a dipólus megjelenését (hosszú görbe vonalak) mutatja 500 évvel (a) a mágneses dipólus repolarizációjának közepe előtt (b), ill. 500 évvel később, a befejezés szakaszában (c).

A Föld geológiai múltjának mágneses tere

Az elmúlt 150 millió év során több százszor fordult elő repolarizáció, amit a kőzetek felmelegedése során a Föld mezője által mágnesezett ásványok bizonyítanak. Ezután a kőzetek lehűlnek, és az ásványok megtartották korábbi mágneses orientációjukat.

Mágneses térfordító skálák: I – az elmúlt 5 millió évre; II – az elmúlt 55 millió év során. Fekete szín – normál mágnesezés, fehér szín – fordított mágnesezés (W.W. Harland et al., 1985 szerint)

A mágneses tér megfordítása a szimmetrikus dipólus tengelyeinek előjelének változása. 1906-ban B. Brun a közép-franciaországi neogén, viszonylag fiatal lávák mágneses tulajdonságait mérve felfedezte, hogy mágnesezettségük ellentétes irányú a modern geomágneses térrel, vagyis az északi és déli mágneses pólusok mintha felcserélték volna egymást. A fordítottan mágnesezett kőzetek jelenléte nem a keletkezésük idején kialakult szokatlan körülmények következménye, hanem a Föld mágneses mezejének jelenlegi pillanatnyi megfordítása. A geomágneses tér polaritásának megfordítása a paleomagnetológia legfontosabb felfedezése, amely lehetővé tette a magnetosztratigráfia új tudományának megalkotását, amely a kőzetlerakódások felosztását vizsgálja azok közvetlen vagy fordított mágnesezettsége alapján. És itt a fő dolog az, hogy bebizonyítsuk ezeknek a jelváltásoknak a szinkronitását az egész világon. Ebben az esetben a geológusoknak nagyon hatékony módszerük van az üledékek és az események korrelálására a kezükben.

A Föld valódi mágneses mezejében az az idő, amely alatt a polaritásjel megváltozik, lehet rövid, akár ezer év, de akár több millió év is.
Bármely polaritás túlsúlyának időintervallumait geomágneses korszakoknak nevezzük, és néhányat a kiváló geomagnetológusok Bruness, Matuyama, Gauss és Hilbert nevével ruháznak fel. A korszakokon belül az egyik vagy másik polaritás rövidebb intervallumait különböztetjük meg, ezeket geomágneses epizódoknak nevezzük. A geomágneses mező közvetlen és fordított polaritásának intervallumainak leghatékonyabb azonosítását geológiailag fiatal lávafolyamok esetében végezték Izlandon, Etiópiában és más helyeken. E vizsgálatok korlátja, hogy a lávakitörés időszakos folyamat volt, így lehetséges, hogy néhány mágneses epizód kimaradt.

Amikor lehetővé vált a számunkra érdekes időintervallum paleomágneses pólusainak helyzetének meghatározása azonos korú, de különböző kontinensekre felvett kőzetek segítségével, kiderült, hogy a számított átlagolt pólus mondjuk a felső-jura kőzetekre ( 170-144 millió év) Észak-Amerikában, és ugyanazon kőzetek sarka Európában különböző helyeken lesz. Úgy tűnt, mintha két északi pólus lenne, ami nem történhet meg egy dipólus rendszerrel. Ahhoz, hogy egyetlen északi sark legyen, a kontinensek helyzetének meg kellett változnia a Föld felszínén. Ez esetünkben Európa és Észak-Amerika konvergenciáját jelentette addig, amíg a polcszéleik egybe nem esnek, vagyis a 200 m körüli óceánmélységig, vagyis nem a pólusok mozognak, hanem a kontinensek.

A paleomágneses módszer alkalmazása lehetővé tette a viszonylag fiatal Atlanti-, Indiai- és Jeges-tenger megnyílásának részletes rekonstrukcióját, valamint az ősibb Csendes-óceán fejlődéstörténetének megértését. A kontinensek jelenlegi elrendeződése a Pangea szuperkontinens mintegy 200 millió éve kezdődött felbomlásának eredménye. Az óceánok lineáris mágneses tere lehetővé teszi a lemezek mozgási sebességének meghatározását, mintázata pedig a legjobb információt a geodinamikai elemzéshez.

A paleomágneses vizsgálatoknak köszönhetően megállapították, hogy Afrika és az Antarktisz kettéválása 160 millió évvel ezelőtt történt. A legősibb, 170 millió éves anomáliákat (középső jura) találták az Atlanti-óceán szélein, Észak-Amerika és Afrika partjainál. Ez az az idő, amikor a szuperkontinens felbomlásnak indult. Az Atlanti-óceán déli része 120-110 millió évvel ezelőtt keletkezett, az Atlanti-óceán északi része pedig jóval később (80-65 millió évvel ezelőtt) stb. Bármelyik óceánra is hozhatunk hasonló példákat, és mintha a paleomágneses rekordot „olvasva”, rekonstruálható a fejlődéstörténetük és a litoszféra lemezeinek mozgása.

A világ anomáliái– a 10 000 km-ig terjedő jellemző méretekkel rendelkező egyes területek intenzitásának legfeljebb 20%-os eltérése az egyenértékű dipólustól. Ezek az anomális mezők világi változatosságokat tapasztalnak, amelyek sok éven és évszázadon át idővel változásokat eredményeznek. Példák anomáliákra: brazil, kanadai, szibériai, kurszki. A szekuláris variációk során a globális anomáliák eltolódnak, felbomlanak és újra felbukkannak. Alacsony szélességeken a hosszúság nyugati irányú eltolódása 0,2° évente.

2. HELYI TERÜLETEK MÁGNESES TEREI külső héjak hossza néhánytól több száz km-ig terjed. Ezeket a Föld felső rétegében található kőzetek mágnesezettsége okozza, amelyek a földkérget alkotják és a felszínhez közel helyezkednek el. Az egyik legerősebb a Kurszk mágneses anomália.

3. A FÖLD VÁLTOZÓ MÁGNESES TERE (más néven külső) források határozzák meg a földfelszínen kívül és a légkörben elhelyezkedő áramrendszerek formájában. Az ilyen mezők és változásaik fő forrásai a Napból a napszéllel együtt érkező mágnesezett plazma korpuszkuláris áramlásai, amelyek a Föld magnetoszférájának szerkezetét és alakját alkotják.

Először is világos, hogy ennek a szerkezetnek „réteges” a formája. Néha azonban megfigyelhető a felső rétegek „szakadása”, amely nyilvánvalóan az erősödő napszél hatására következik be. Például mint itt:

Ugyanakkor a „melegedés” mértéke függ a napszél sebességétől és sűrűségétől ebben a pillanatban, ez tükröződik a sárgától a liláig terjedő színskálán, ami valójában a mágneses mezőre nehezedő nyomás mértékét tükrözi. ez a zóna (jobb felső ábra).

A Föld légkörének mágneses mezőjének felépítése (a Föld külső mágneses tere)

A Föld mágneses terét a mágnesezett napplazma áramlása befolyásolja. A Föld mezőjével való kölcsönhatás eredményeként kialakul a Föld-közeli mágneses tér külső határa, ún. magnetopauza. Ez korlátozza a Föld magnetoszféráját. A szoláris korpuszkuláris áramlások hatására a magnetoszféra mérete és alakja folyamatosan változik, és váltakozó mágneses tér keletkezik, amelyet külső források határoznak meg. Változékonysága az ionoszféra alsó rétegeitől a magnetopauzáig különböző magasságokban fejlődő jelenlegi rendszereknek köszönhető. A Föld mágneses terének időbeli változásait, amelyeket különböző okok okoznak, geomágneses variációknak nevezzük, amelyek mind időtartamukban, mind a Földön és légkörében való elhelyezkedésükben különböznek.

A magnetoszféra a Föld-közeli tér olyan része, amelyet a Föld mágneses tere irányít. A magnetoszféra a napszélnek a felső légkör plazmájával és a Föld mágneses mezőjével való kölcsönhatás eredményeként jön létre. A magnetoszféra alakja egy üreg és egy hosszú farok, amelyek megismétlik a mágneses erővonalak alakját. A szubszoláris pont átlagosan 10 Föld sugarú távolságra van, a magnetoszféra farka pedig túlnyúlik a Hold pályáján. A magnetoszféra topológiáját a szoláris plazma magnetoszférába való behatolási területei és a jelenlegi rendszerek természete határozzák meg.

A magnetoszféra farkát a Föld mágneses mezejének erővonalai alkotják, amelyek a sarki régiókból kilépnek, és a napszél hatására a Naptól a Föld éjszakai oldaláig több száz földsugárig terjednek. Ennek eredményeként a napszél plazmája és a szoláris korpuszkuláris áramlások úgy tűnik, hogy körbejárják a Föld magnetoszféráját, és sajátos farkú formát kölcsönöznek neki.
A magnetoszféra farkában, a Földtől nagy távolságra a Föld mágneses mezejének ereje, ezáltal védő tulajdonságai gyengülnek, a napplazma egyes részecskéi pedig képesek behatolni és bejutni a Föld magnetoszférájának belsejébe, ill. sugárzási övek mágneses csapdái. A napszél változó nyomása és a bolygóközi mező hatására behatolva a magnetoszféra fejébe az auroral oválisok tartományába, a farok helyként szolgál a kicsapódó részecskék áramlásának kialakulásához, ami aurorát és auroral áramlatokat okoz. A magnetoszférát a magnetopauza választja el a bolygóközi tértől. A magnetopauza mentén korpuszkuláris áramlások részecskéi áramlanak a magnetoszféra körül. A napszél hatása a Föld mágneses mezőjére néha nagyon erős. A magnetopauza a Föld (vagy bolygó) magnetoszférájának külső határa, ahol a napszél dinamikus nyomását a saját mágneses mezejének nyomása egyensúlyozza ki. Tipikus napszél-paraméterek mellett a szubszoláris pont 9-11 Föld sugarú távolságra van a Föld középpontjától. A mágneses zavarok időszakában a Földön a magnetopauza túlléphet a geostacionárius pályán (6,6 földsugár). Gyenge napszél esetén a szubszoláris pont 15-20 Föld sugarú távolságra helyezkedik el.

Geomágneses variációk

A Föld mágneses terének időbeli változásait különböző tényezők hatására geomágneses variációknak nevezzük. A megfigyelt mágneses térerősség és annak bármely hosszú időn, például egy hónapon vagy egy éven át tartó átlagos értéke közötti különbséget geomágneses variációnak nevezzük. A megfigyelések szerint a geomágneses variációk időben folyamatosan változnak, és az ilyen változások gyakran periodikusak.

Napi variációk rendszeresen keletkeznek geomágneses mezők, főként a Föld ionoszférájában a Föld ionoszférájának napközbeni megvilágításának változása által okozott áramok miatt.

Napi geomágneses változás 2010.03.19 12:00 és 2010.03.21 00:00 között

A Föld mágneses terét hét paraméter írja le. Ahhoz, hogy a Föld mágneses terét bármely ponton megmérhessük, meg kell mérnünk a tér irányát és erősségét. A mágneses tér irányát leíró paraméterek: deklináció (D), inklináció (I). D és I fokban mérjük. Az általános térerősséget (F) a vízszintes intenzitás vízszintes komponense (H), a függőleges komponens (Z), valamint az északi (X) és keleti (Y) komponens írja le. Ezek a komponensek mérhetők Oerstedben (1 Oersted = 1 gauss), de általában nanoTeslában (1nT x 100 000 = 1 Oersted).

Szabálytalan variációk A mágneses mezők a napplazma (napszél) áramlásának a Föld magnetoszférájára gyakorolt ​​hatása, valamint a magnetoszférán belüli változások és a magnetoszféra és az ionoszféra kölcsönhatása miatt keletkeznek.

Az alábbi ábra (balról jobbra) mutatja az aktuális mágneses mező, nyomás, konvekciós áramok képeit az ionoszférában, valamint a napszél sebességének és sűrűségének (V, Dens) változásának grafikonjait, valamint az értékeket. a Föld külső mágneses mezejének függőleges és keleti összetevőiből.

27 napos variációk A geomágneses aktivitás növekedése 27 naponként megismétlődik, ami megfelel a Nap földi megfigyelőhöz viszonyított forgási periódusának. Ez a mintázat a Nap hosszú életű aktív régióinak létéhez kapcsolódik, amelyeket több napfordulat során figyeltek meg. Ez a minta a mágneses aktivitás és a mágneses viharok 27 napos megismételhetőségében nyilvánul meg.

Szezonális variációk A mágneses aktivitás megbízható azonosítása a mágneses aktivitásra vonatkozó átlagos havi adatok alapján, amelyeket több éves megfigyelések feldolgozásával nyernek. Amplitúdójuk az általános mágneses aktivitás növekedésével növekszik. Megállapítást nyert, hogy a mágneses aktivitás szezonális változásainak két maximuma van, amelyek a napéjegyenlőség időszakainak, és két minimumuk a napfordulók időszakainak felelnek meg. Ezeknek az eltéréseknek az oka az aktív régiók kialakulása a Napon, amelyek az északi és déli heliográfiai szélesség 10-30°-os zónáiba csoportosulnak. Ezért a napéjegyenlőség időszakában, amikor a Föld és a Nap egyenlítőinek síkjai egybeesnek, a Föld a leginkább érzékeny a Nap aktív régióinak hatására.

11 éves variációk. A naptevékenység és a mágneses aktivitás közötti kapcsolat a legvilágosabban akkor mutatkozik meg, ha hosszú megfigyelési sorozatokat, a naptevékenység 11 éves periódusainak többszörösét hasonlítjuk össze. A naptevékenység legismertebb mérőszáma a napfoltok száma. Megállapítást nyert, hogy a napfoltok maximális számának éveiben éri el a mágneses aktivitás is a legnagyobb értékét, de a mágneses aktivitás növekedése némileg késik a naptevékenység növekedéséhez képest, így átlagosan egy év ez a késés.

Évszázados variációk – a földi mágnesesség elemeinek lassú változásai több éves vagy hosszabb periódussal. Ellentétben a napi, szezonális és egyéb külső eredetű változatokkal, a világi eltérések a Föld magjában található forrásokhoz kapcsolódnak. A szekuláris eltérések amplitúdója eléri a tíz nT/év értéket, az ilyen elemek éves átlagértékének változását szekuláris variációnak nevezzük. A szekuláris variációk izovonalai több pont – a szekuláris variáció központjai vagy gócai – köré összpontosulnak, ezekben a központokban éri el a szekuláris variáció nagysága a maximumot.

Mágneses vihar - hatás az emberi szervezetre

A mágneses tér helyi jellemzői változnak és ingadoznak, esetenként több órán keresztül, majd visszaállnak a korábbi szintjükre. Ezt a jelenséget mágneses viharnak nevezik. A mágneses viharok gyakran hirtelen és egyszerre kezdődnek szerte a világon.

Egy nappal a napkitörés után a napszél lökéshulláma eléri a Föld pályáját, és mágneses vihar kezdődik. A súlyosan beteg betegek egyértelműen a Nap kitörése utáni első óráktól reagálnak, a többi - attól a pillanattól kezdve, amikor a vihar kitört a Földön. Mindenkiben közös, hogy ezekben az órákban megváltozik a bioritmus. A szívinfarktus eseteinek száma a járvány kitörését követő napon növekszik (kb. 2-szer több a mágnesesen csendes napokhoz képest). Ugyanezen a napon kezdődik a fáklya okozta magnetoszférikus vihar. Teljesen egészséges embereknél az immunrendszer aktiválódik, teljesítménynövekedés, hangulatjavulás következhet be.

Jegyzet: a geomágneses nyugalom, amely egymás után több napig vagy tovább tart, sokféleképpen nyomasztóan hat a városlakó szervezetére, akár egy vihar – depressziót és legyengült immunitást okozva. A mágneses tér enyhe „pattanása” a Kp = 0 – 3 tartományon belül segít könnyebben ellenállni a légköri nyomás változásainak és egyéb időjárási tényezőknek.

A Kp-index értékek következő fokozata elfogadott:

Kp = 0-1 – a geomágneses helyzet nyugodt (nyugodt);

Kp = 1-2 – geomágneses viszonyok a nyugodttól az enyhén zavartig;

Kp = 3-4 – enyhén zavarttól zavartig;

Kp = 5 és magasabb – gyenge mágneses vihar (G1 szint);

Kp = 6 és több – átlagos mágneses vihar (G2 szint);

Kp = 7 és magasabb – erős mágneses vihar (G3 szint); balesetek lehetségesek, az időjárástól függő emberek egészségi állapotának romlása

Kp = 8 és magasabb – nagyon erős mágneses vihar (G4 szint);

Kp = 9 – rendkívül erős mágneses vihar (G5 szint) – a lehetséges maximális érték.

A magnetoszféra állapotának és a mágneses viharok online megfigyelése itt:

Az Űrkutatási Intézetben (IKI), a Földi Magnetizmus, Ionoszféra és Rádióhullámok Terjedésének Intézetében (IZMIRAN), az Orvosi Akadémián végzett számos tanulmány eredményeként. ŐKET. Sechenov és az Orosz Tudományos Akadémia Orvosi és Biológiai Problémái Intézetében kiderült, hogy a geomágneses viharok során a szív- és érrendszeri betegségekben szenvedő betegeknél, különösen azoknál, akik szívinfarktust szenvedtek, a vérnyomás megugrott, a vér viszkozitása észrevehetően megnőtt, áramlási sebessége a hajszálerekben lelassult, megváltozott az erek tónusa, aktiválódtak a stresszhormonok.

Néhány egészséges ember szervezetében is történtek elváltozások, de ezek főként fáradtságot, figyelemcsökkenést, fejfájást, szédülést okoztak, és nem jelentettek komoly veszélyt. Az űrhajósok szervezete valamivel erősebben reagált a változásokra: szívritmuszavarok alakultak ki, és megváltozott az értónus. A pályán végzett kísérletek azt is kimutatták, hogy az elektromágneses mezők befolyásolják negatívan az emberi állapotot, és nem más tényezők, amelyek a Földön hatnak, de az űrben kizártak. Ezenkívül egy másik „kockázati csoportot” azonosítottak - az egészséges embereket, akiknek túlfeszített alkalmazkodási rendszere van, amely további stressznek (ebben az esetben a súlytalanságnak, amely a szív- és érrendszerre is hatással van) összefüggésben áll.

A kutatók arra a következtetésre jutottak, hogy a geomágneses viharok ugyanolyan adaptív stresszt okoznak, mint az időzónák éles változása, ami megzavarja az ember biológiai cirkadián ritmusát. A hirtelen napkitörések és a naptevékenység egyéb megnyilvánulásai drámai módon megváltoztatják a Föld geomágneses mezejének viszonylag szabályos ritmusát, ami arra készteti az állatokat és az embereket, hogy megzavarják saját ritmusukat, és adaptív stresszt keltenek.

Az egészséges emberek viszonylag könnyen megbirkóznak vele, de a szív- és érrendszeri betegségekben szenvedőknek, túlterhelt adaptációs rendszerrel és újszülöttek számára potenciálisan veszélyes.

Lehetetlen megjósolni a választ. Minden sok tényezőtől függ: az ember állapotától, a vihar természetétől, az elektromágneses rezgések frekvenciaspektrumától stb. Egyelőre nem ismert, hogy a geomágneses tér változásai hogyan befolyásolják a szervezetben lezajló biokémiai és biofizikai folyamatokat: mik a geomágneses jelek vevői-receptorai, reagál-e az ember az elektromágneses sugárzás hatására az egész testtel, egyes szervekkel, ill. akár az egyes sejteket. Jelenleg a naptevékenység emberre gyakorolt ​​hatásának tanulmányozására heliobiológiai laboratóriumot nyitnak az Űrkutatási Intézetben.

9. N. V. Koronovszkij. A FÖLD FÖLDTANI MÚLTÁNAK MÁGNESES TERE // Moszkvai Állami Egyetem. M. V. Lomonoszov. Soros Educational Journal, N5, 1996, p. 56-63

Az elmúlt napokban nagy mennyiségű hír jelent meg tudományos információs oldalakon a Föld mágneses teréről. Például olyan hírek, hogy az utóbbi időben jelentősen megváltozott, vagy hogy a mágneses tér hozzájárul az oxigén kiszivárgásához a föld légköréből, vagy akár arról, hogy a legelőn lévő tehenek a mágneses tér vonala mentén tájolódnak. Mi az a mágneses tér, és mennyire fontosak ezek a hírek?

A Föld mágneses tere a bolygónk körüli terület, ahol mágneses erők működnek. A mágneses tér eredetének kérdése még nem teljesen megoldott. A legtöbb kutató azonban egyetért abban, hogy a Föld mágneses tere legalább részben a magjának köszönhető. A Föld magja egy szilárd belsőből és egy folyékony külsőből áll. A Föld forgása állandó áramokat hoz létre a folyékony magban. Amint az olvasó fizikaórákról emlékszik rá, az elektromos töltések mozgása mágneses tér megjelenését eredményezi körülöttük.

A mező természetét magyarázó egyik legelterjedtebb elmélet, a dinamóeffektus elmélete azt feltételezi, hogy a magban egy vezető folyadék konvektív vagy turbulens mozgása hozzájárul az öngerjesztéshez és a mező stacionárius állapotban való fenntartásához.

A Föld mágneses dipólusnak tekinthető. Déli pólusa a földrajzi Északi-sarkon, északi pólusa pedig a Déli-sarkon található. Valójában a Föld földrajzi és mágneses pólusai nem csak „irányban” esnek egybe. A mágneses mező tengelye 11,6 fokkal meg van dőlve a Föld forgástengelyéhez képest. Mivel a különbség nem túl jelentős, használhatunk iránytűt. A nyíl pontosan a Föld déli mágneses pólusára mutat, és szinte pontosan az északi földrajzi pólusra. Ha az iránytűt 720 ezer évvel ezelőtt találták volna fel, akkor mind a földrajzi, mind a mágneses északi pólusra mutatott volna. De erről lentebb bővebben.

A mágneses tér megvédi a Föld és a mesterséges műholdak lakóit a kozmikus részecskék káros hatásaitól. Ilyen részecskék közé tartoznak például az ionizált (töltött) napszél részecskék. A mágneses tér megváltoztatja mozgásuk pályáját, a részecskéket a térvonalak mentén irányítja. A mágneses tér szükségessége az élet létéhez szűkíti a potenciálisan lakható bolygók körét (ha abból indulunk ki, hogy a hipotetikusan lehetséges életformák hasonlóak a földi lakosokhoz).

A tudósok nem zárják ki, hogy egyes földi bolygók nem rendelkeznek fémes maggal, és ennek megfelelően nem rendelkeznek mágneses mezővel. Eddig úgy gondolták, hogy a szilárd kőzetből készült bolygók, mint a Föld, három fő réteget tartalmaznak: egy szilárd kérget, egy viszkózus köpenyt és egy szilárd vagy olvadt vasmagot. A Massachusetts Institute of Technology tudósai egy közelmúltban megjelent tanulmányukban a mag nélküli "sziklás" bolygók létrehozását javasolták. Ha a kutatók elméleti számításait megfigyelések is megerősítik, akkor annak kiszámításához, hogy mekkora valószínűséggel találkoznak humanoidokkal az Univerzumban, vagy legalábbis valami, ami egy biológia tankönyv illusztrációihoz hasonlít, át kell írni azokat.

A földlakók elveszíthetik mágneses védelmüket is. Igaz, a geofizikusok még nem tudják megmondani, hogy ez pontosan mikor fog megtörténni. A helyzet az, hogy a Föld mágneses pólusai nem állandóak. Időnként helyet cserélnek. Nem sokkal ezelőtt a kutatók azt találták, hogy a Föld „emlékezik” a pólusok megfordulására. Az ilyen „emlékek” elemzése kimutatta, hogy az elmúlt 160 millió év során a mágneses észak és dél körülbelül 100-szor változott helyet. Ez az esemény utoljára körülbelül 720 ezer évvel ezelőtt történt.

A pólusok változása a mágneses tér konfigurációjának megváltozásával jár együtt. Az „átmeneti időszakban” lényegesen több, az élő szervezetekre veszélyes kozmikus részecske hatol a Földre. A dinoszauruszok eltűnését magyarázó hipotézisek egyike szerint az óriáshüllők pontosan a következő pólusváltás során pusztultak ki.

A pólusok megváltoztatására tervezett tevékenységek „nyomai” mellett a kutatók veszélyes elmozdulásokat észleltek a Föld mágneses terén. Az állapotára vonatkozó adatok több éves elemzése kimutatta, hogy az elmúlt hónapokban történtek vele dolgok. A tudósok nagyon régóta nem rögzítették a mező ilyen éles „mozgását”. A kutatók érdeklődési területe az Atlanti-óceán déli részén található. A mágneses tér "vastagsága" ezen a területen nem haladja meg a "normál" egyharmadát. A kutatók már régóta észrevették ezt a „lyukat” a Föld mágneses terén. A 150 év alatt gyűjtött adatok azt mutatják, hogy az itteni mezőny tíz százalékkal gyengült ebben az időszakban.

Jelenleg nehéz megmondani, hogy ez milyen veszélyt jelent az emberiségre. A térerő gyengülésének egyik következménye a földi légkör oxigéntartalmának (bár jelentéktelen) növekedése lehet. A Föld mágneses tere és ez a gáz közötti kapcsolat az Európai Űrügynökség projektje, a Cluster műholdrendszer segítségével jött létre. A tudósok azt találták, hogy a mágneses mező felgyorsítja az oxigénionokat, és „kidobja” őket a világűrbe.

Annak ellenére, hogy a mágneses mező nem látható, a Föld lakói jól érzik. A vándormadarak például megtalálják az utat, és arra összpontosítanak. Számos hipotézis létezik arra vonatkozóan, hogy pontosan hogyan érzékelik a mezőt. Az egyik legújabb azt sugallja, hogy a madarak mágneses mezőt érzékelnek. A speciális fehérjék - kriptokrómok - a vándormadarak szemében mágneses tér hatására képesek megváltoztatni helyzetüket. Az elmélet szerzői úgy vélik, hogy a kriptokrómok iránytűként működhetnek.

A madarak mellett a tengeri teknősök is a Föld mágneses terét használják GPS helyett. És amint azt a Google Earth projekt részeként bemutatott műholdfelvételek elemzése kimutatta, a tehenek. A világ 308 területén található 8510 tehén fényképének tanulmányozása után a tudósok arra a következtetésre jutottak, hogy ezek az állatok elsősorban (vagy délről északra). Ráadásul a tehenek „referenciapontjai” nem földrajzi, hanem sokkal inkább a Föld mágneses pólusai. Az a mechanizmus, amellyel a tehenek érzékelik a mágneses teret, és ennek a reakciónak az okai továbbra is tisztázatlanok.

A felsorolt ​​figyelemre méltó tulajdonságok mellett a mágneses tér is hozzájárul. Ezek a mezőben bekövetkező hirtelen változások eredményeként keletkeznek, amelyek a mező távoli régióiban fordulnak elő.

A mágneses mezőt nem hagyták figyelmen kívül az egyik „összeesküvés-elmélet” - a holdi álhír elméletének – támogatói. Mint fentebb említettük, a mágneses mező megvéd minket a kozmikus részecskéktől. Az "összegyűjtött" részecskék felhalmozódnak a mező bizonyos részein - az úgynevezett Van Alen sugárzónákban. A szkeptikusok, akik nem hisznek a holdraszállás valóságában, úgy vélik, hogy az űrhajósok halálos dózisú sugárzást kaptak volna a sugárzónákon való repülésük során.

A Föld mágneses tere a fizika törvényeinek elképesztő következménye, védőpajzs, mérföldkő és az aurórák megteremtője. Ha nem lett volna, a földi élet teljesen másképp nézhetett volna ki. Általában, ha nem lenne mágneses tér, fel kellene találni.

A modern elképzelések szerint körülbelül 4,5 milliárd évvel ezelőtt alakult ki, és attól a pillanattól kezdve bolygónkat mágneses tér veszi körül. A Földön mindenre hatással van, beleértve az embereket, az állatokat és a növényeket is.

A mágneses tér körülbelül 100 000 km magasságig terjed (1. ábra). Eltéríti vagy felfogja a napszél részecskéit, amelyek károsak minden élő szervezetre. Ezek a töltött részecskék alkotják a Föld sugárzási övét, és a Föld-közeli tér teljes régióját, amelyben elhelyezkednek, ún. magnetoszféra(2. ábra). A Föld Nap által megvilágított oldalán a magnetoszférát egy körülbelül 10-15 földsugár sugarú gömbfelület határolja, a másik oldalon pedig üstökös farkaként húzódik több ezer távolságra. Föld sugarai, geomágneses farkot képezve. A magnetoszférát egy átmeneti tartomány választja el a bolygóközi mezőtől.

A Föld mágneses pólusai

A Föld mágnesének tengelye a Föld forgástengelyéhez képest 12°-kal ferde. A Föld középpontjától körülbelül 400 km-re található. Azok a pontok, ahol ez a tengely metszi a bolygó felszínét mágneses pólusok. A Föld mágneses pólusai nem esnek egybe a valódi földrajzi pólusokkal. Jelenleg a mágneses pólusok koordinátái a következők: észak - 77° északi szélesség. és 102°Ny; déli - (65° D és 139° K).

Rizs. 1. A Föld mágneses terének felépítése

Rizs. 2. A magnetoszféra felépítése

Az egyik mágneses pólustól a másikig futó erővonalakat nevezzük mágneses meridiánok. A mágneses és a földrajzi meridián között szög alakul ki, ún mágneses elhajlás. A Földön minden helynek megvan a maga deklinációs szöge. A moszkvai régióban a deklinációs szög kelet felé 7°, Jakutszkban pedig körülbelül 17° nyugatra. Ez azt jelenti, hogy az iránytű északi vége Moszkvában T-vel eltér a Moszkván áthaladó földrajzi meridiántól jobbra, Jakutszkban pedig 17°-kal a megfelelő meridiántól balra.

Egy szabadon felfüggesztett mágnestű vízszintesen csak a mágneses egyenlítő vonalán helyezkedik el, ami nem esik egybe a földrajzival. Ha a mágneses egyenlítőtől északra mozog, a tű északi vége fokozatosan leereszkedik. A mágneses tű és a vízszintes sík által alkotott szöget ún mágneses dőlés. Az északi és déli mágneses póluson a mágneses dőlés a legnagyobb. Ez egyenlő 90°-kal. Az északi mágneses póluson egy szabadon felfüggesztett mágnestűt helyeznek el függőlegesen, északi végével lefelé, a déli mágneses sarkon pedig a déli vége lefelé halad. Így a mágnestű a földfelszín feletti mágneses erővonalak irányát mutatja.

Idővel a mágneses pólusok helyzete a Föld felszínéhez képest megváltozik.

A mágneses pólust James C. Ross felfedező fedezte fel 1831-ben, több száz kilométerre jelenlegi helyétől. Átlagosan 15 km-t tesz meg egy év alatt. Az elmúlt években a mágneses pólusok mozgási sebessége meredeken nőtt. Például az Északi Mágneses Sark jelenleg körülbelül 40 km-es sebességgel mozog évente.

A Föld mágneses pólusainak megfordulását ún mágneses tér inverziója.

Bolygónk geológiai története során a Föld mágneses tere több mint 100-szor változtatta meg polaritását.

A mágneses mezőt az intenzitás jellemzi. A Földön egyes helyeken a mágneses erővonalak eltérnek a normál tértől, anomáliákat képezve. Például a Kurszki Mágneses Anomália (KMA) területén a térerő négyszer nagyobb a normálnál.

A Föld mágneses terének napi ingadozásai vannak. A Föld mágneses mezőjében bekövetkezett változások oka a légkörben nagy magasságban áramló elektromos áram. Ezeket a napsugárzás okozza. A napszél hatására a Föld mágneses tere eltorzul, és a Nap felőli irányban „nyomot” vesz fel, amely több százezer kilométeren át húzódik. A napszél fő oka, mint már tudjuk, a napkoronából származó hatalmas anyagkilövellés. Ahogy a Föld felé haladnak, mágneses felhőkké alakulnak, és erős, néha szélsőséges zavarokhoz vezetnek a Földön. A Föld mágneses terének különösen erős zavarai mágneses viharok. Néhány mágneses vihar hirtelen és szinte egyszerre kezdődik az egész Földön, míg mások fokozatosan fejlődnek. Több óráig vagy akár napokig is eltarthatnak. Mágneses viharok gyakran előfordulnak 1-2 nappal a napkitörés után, mivel a Föld áthalad a Nap által kidobott részecskeáramon. A késleltetési idő alapján egy ilyen korpuszkuláris áramlás sebességét több millió km/h-ra becsülik.

Erős mágneses viharok idején a távíró, a telefon és a rádió normál működése megszakad.

Mágneses viharokat gyakran figyelnek meg a 66-67°-os szélességi körön (az aurora zónában), és a sarkvidékekkel egyidejűleg fordulnak elő.

A Föld mágneses terének szerkezete a terület szélességi fokától függően változik. A mágneses tér permeabilitása a pólusok felé növekszik. A sarki régiók felett a mágneses erővonalak többé-kevésbé merőlegesek a Föld felszínére, és tölcsér alakúak. Rajtuk keresztül a nap felől érkező napszél egy része behatol a magnetoszférába, majd a felső légkörbe. Mágneses viharok idején a magnetoszféra farkából zúdulnak ide a részecskék, amelyek az északi és a déli félteke magas szélességein elérik a felső légkör határait. Ezek a töltött részecskék okozzák itt az aurórákat.

Tehát a mágneses viharokat és a mágneses tér napi változásait, amint azt már megtudtuk, a napsugárzás magyarázza. De mi a fő oka a Föld állandó mágnesességének? Elméletileg sikerült bebizonyítani, hogy a Föld mágneses mezőjének 99%-át a bolygó belsejében elrejtett források okozzák. A fő mágneses mezőt a Föld mélyén található források okozzák. Nagyjából két csoportra oszthatók. Ezek fő része a földmagban zajló folyamatokhoz kapcsolódik, ahol az elektromosan vezető anyagok folyamatos és szabályos mozgása miatt elektromos áramok rendszere jön létre. A másik annak köszönhető, hogy a földkéreg kőzetei a fő elektromos térrel (a mag mezőjével) mágnesezve saját mágneses teret hoznak létre, amelyet a mag mágneses mezőjével összegeznek.

A Föld körüli mágneses téren kívül más mezők is léteznek: a) gravitációs; b) elektromos; c) termikus.

Gravitációs mező A Földet gravitációs mezőnek nevezik. A geoid felületére merőleges függővonal mentén van irányítva. Ha a Föld forgásellipszoid alakú lenne, és a tömegek egyenletesen oszlanak el benne, akkor normális gravitációs tere lenne. A valós és az elméleti gravitációs tér intenzitása közötti különbség gravitációs anomália. A kőzetek eltérő anyagösszetétele és sűrűsége okozza ezeket az anomáliákat. De más okok is lehetségesek. Ezek a következő folyamattal magyarázhatók - a szilárd és viszonylag könnyű földkéreg egyensúlya a nehezebb felső köpenyen, ahol a fedőrétegek nyomása kiegyenlítődik. Ezek az áramlatok tektonikus deformációkat, litoszféra lemezek mozgását idézik elő, és ezáltal létrehozzák a Föld makroreliefjét. A gravitáció tartja a légkört, a hidroszférát, az embereket, az állatokat a Földön. A földrajzi burokban zajló folyamatok tanulmányozásakor figyelembe kell venni a gravitációt. A " kifejezés geotropizmus A növényi szervek növekedési mozgásai, amelyek a gravitációs erő hatására mindig biztosítják az elsődleges gyökér függőleges növekedési irányát a Föld felszínére merőlegesen. A gravitációs biológia növényeket használ kísérleti alanyként.

Ha nem vesszük figyelembe a gravitációt, lehetetlen kiszámítani a rakéták és űrhajók indításának kezdeti adatait, elvégezni az érctelepek gravimetriás feltárását, és végül lehetetlen a csillagászat, a fizika és más tudományok továbbfejlesztése.

Mindig felmerült a kérdés, hogyan működik az iránytű? És ma olyan dologról fogunk beszélni, mint a FÖLD MÁGNESES TERE. És mivel sajnos a szerkesztő időkorlátos, és szeretnénk valami érdekeset adni, több forrásból is beszámolunk a „földi mágnesességről”.

Így:

A Föld mágneses tere sokáig rejtély maradt, mert kőmágnesek nincsenek, igaz? De amint felfedezi, hogy óriási mennyiségű vas van a Földön belül, minden a helyére kerül. A vas nem képez „állandó” mágnest, mint amilyen a műanyag malacokhoz és medvekölykökhöz tapad, amelyeket anélkül, hogy tudnánk, miért vásároljuk meg, hogy a hűtőszekrényhez rögzítsük. A föld belei inkább egy dinamóhoz hasonlítanak. Ezt egyébként geomágneses dinamónak hívják. Mint már említettük, a Föld magjában lévő vas többnyire olvadt állapotban van, kivéve egy szilárd, sűrű "golyót" a közepén. A folyékony rész továbbra is felmelegszik. Korábban ezt a jelenséget azzal magyarázták, hogy a bolygó kémiai összetételében minden másnál sűrűbb radioaktív elemek a központba süllyedtek, ott bezárultak, és a hőt az általuk kibocsátott radioaktív energia biztosította. A modern elmélet egészen más magyarázatot kínál: a mag folyékony része felmelegszik, ahogy a szilárd rész lehűl. Az olvadt vas magával a szilárd maggal érintkezve fokozatosan megszilárdul, és hő szabadul fel. Ennek a melegnek valahova el kell tűnnie, nem tűnhet el, mint egy leheletnyi meleg levegő – több ezer mérföldnyi szilárd szikla van körülötte. A hőt átadják az olvadt magrétegnek, felmelegítve azt.

Meglepheti, hogy a szilárd maggal érintkező rész lehűlhet és megszilárdulhat, ugyanakkor felmelegedhet a megszilárdulási folyamat során. A magyarázat egyszerű: a forró olvadt vas felemelkedik, ahogy felmelegszik. Emlékezz a hőlégballonra. Ha felmelegíti a levegőt, az felemelkedik. Ez azért van így, mert felmelegítve a levegő kitágul, kevésbé sűrűsödik, és a kevésbé sűrű anyagok lebegnek a sűrűbbek felett. A léggömb egy hatalmas, gyakran élénk színű, bankok vagy ingatlanügynökségek logóival díszített selyemzsákban tartja a levegőt, és a levegővel együtt emelkedik. A forró vasat nem festik semmivel, hanem ugyanúgy felemelkedik, mint a forró levegő, távolodva a szilárd magtól. Lassan felúszik, lehűl, majd ha túl hideg lesz, vagy inkább viszonylag hideg, kezd újra a mélybe süllyedni. Ennek eredményeként a Föld magja folyamatos mozgásban van, belül felmelegszik, kívül pedig lehűl. Nem tud egyszerre felemelkedni, vagyis a mag egyes részei lebegnek, míg mások ismét lesüllyednek. Ezt a fajta keringtető hőátadást konvekciónak nevezik.

A fizikusok szerint, ha bizonyos három feltétel teljesül, a mozgó folyadékok mágneses teret hozhatnak létre. Először is, a folyadéknak elektromos áramot kell vezetnie, és a vas ezt nagyon jól teszi. Másodszor, kezdetben legalább egy kis mágneses mezőnek jelen kell lennie, és alapos okunk van azt hinni, hogy Földünkön, amely akkor még nagyon fiatal, volt egy bizonyos mértékű személyes mágnesesség. Harmadszor, valaminek meg kell forgatnia ezt a folyadékot, eltorzítva az eredeti mágneses teret, és a Föld esetében ez a forgás a Coriolis-erő miatt következik be, hasonlóan a centrifugális erőhöz, de gyengébb, és a Föld tengelye körüli forgásából adódik. Nagyjából elmondható, hogy a forgás eltorzítja a kezdetben gyenge mágneses teret, úgy csavarja, mint a spagetti a villán. A mágnesesség ezután felemelkedik a csúcsra, és a vasmag lebegő tömegei elkapják. Mindezen forgás eredményeként a mágneses tér sokkal erősebbé válik.

Igen, bizonyos értelemben mondhatjuk, hogy a Föld úgy viselkedik, mintha egy hatalmas mágnes lenne benne, de a valóságban minden sokkal bonyolultabb. Hogy egy kicsit konkrétabbá tegyük a képet, emlékezzünk arra, hogy legalább hét további tényező határozza meg a mágneses mező jelenlétét a Földön. Így a földkéreg egyes alkotóelemei állandó mágnesek lehetnek. Mint egy észak felé mutató iránytű, fokozatosan sorakoztak fel az erősebb geomágneses dinamóval, tovább erősítve azt. A légkör felső rétegeiben töltött ionizált gázréteg található. A műholdak feltalálása előtt az ionoszféra kritikus szerepet játszott a rádiókommunikációban: a rádióhullámok inkább visszaverték a töltött gázt, nem pedig az űrbe szöktek. Az ionoszféra mozgásban van, és a mozgó elektromosság mágneses mezőt hoz létre. Körülbelül 24 000 km magasságban gyűrűáram folyik – kis sűrűségű ionizált részecskékből álló réteg, amely egy hatalmas tóruszt alkot. Ez kissé gyengíti a Föld mágneses terének erejét.

A következő két tényező az úgynevezett magnetopauza és a mágneses farok, amely a napszél hatására keletkezett a Föld magnetoszféráján. A napszél a hiperaktív Nap által kibocsátott részecskék állandó áramlása. A magnetopauza a Föld mágneses mezejének fejhulláma, amely a napszellel szemben mozog, a mágneses farok pedig ennek a hullámnak a nyoma a bolygó másik oldaláról, ahonnan a Föld saját mágneses tere „szivárog” kifelé, ráadásul a napszél hatására elpusztult. Ezen túlmenően a napszél egyfajta tolóerőt okoz a Föld pályája mentén, további torzítást okozva a mágneses erővonalakban, ami a magnetoszférában a mezőhöz igazított áram néven ismert. És végül ott vannak a sarki áramlások. Az északi fény vagy az aurora borealis csodálatos, titokzatos sápadt fénylapok, amelyek megcsillannak az északi sarki égbolton. Hasonló teljesítmény, az aurora australis is megfigyelhető a Déli-sark közelében. Az aurórákat a magnetopauzából a mágneses farokba áramló elektromos áram két sávja hozza létre. Ez viszont új mágneses mezőket és két elektromos áramot hoz létre - nyugati és keleti.

Szóval, azt mondod, a Föld csak egy nagy mágnes? Nos, igen, és az óceán egy tál víz.

Az ősi kőzetekben talált mágneses anyagok arra utalnak, hogy a Föld mágneses tere időről időre megváltoztatja polaritását, az északi mágneses pólus délivé válik és fordítva. Ez körülbelül félmillió évente egyszer történik meg, bár szigorú mintát nem figyeltek meg. Senki sem tudja pontosan, miért történik ez, de a matematikai modellek azt mutatják, hogy a Föld mágneses tere mindkét irányban egyformán orientálható, és egyik irány sem stabil. Bármely pozíció előbb-utóbb elveszíti stabilitását, és átadja a stafétabotot az ellenkezőnek. Az átmenetek gyorsan, körülbelül 5 ezer éven keresztül mennek végbe, míg a köztük lévő időszakok százszor hosszabbak.

A legtöbb bolygó rendelkezik mágneses mezővel, és ezt a tényt még a földi mezőnél is nehezebb megmagyarázni. Még sokat kell tanulnunk a bolygómágnesességről.

Alfred Wegener

Bolygónk egyik leglenyűgözőbb tulajdonságát 1912-ben fedezték fel, de csak a 60-as években vették figyelembe. A legmeggyőzőbb bizonyíték a javára éppen a mágneses pólusok változása volt. A lényeg az, hogy a földi kontinensek nem állnak meg, hanem lassan sodródnak a bolygó felszínén. Egy német tudós szerint Alfred Wegener, aki elsőként publikálta elméletét, a jelenlegi különálló kontinensek korábban egy szuperkontinenst alkottak, amit ő ún. Pangea(azaz "az egész földet"). Körülbelül 300 millió évvel ezelőtt létezett.

Bizonyára nem Wegener gondolt erre először. Elképzelését, legalábbis részben, befolyásolta az Afrika és Dél-Amerika partvonalainak feltűnő hasonlósága. Ez különösen a térképen látható. Wegener természetesen más adatokra támaszkodott. Nem geológus volt, hanem meteorológus, az ősi éghajlatok specialistája, és meglepte, hogy a hideg éghajlatú vidékeken olyan kőzeteket találtak, amelyek egyértelműen a meleg régiókban keletkeztek, és fordítva. Például a Szaharában még mindig megtalálhatók az ősi gleccserek maradványai, amelyek 420 millió évesek, az Antarktiszon pedig megkövesedett páfrányok. Akkoriban bárki azt mondta volna neki, hogy egyszerűen megváltozott az éghajlat. Wegener azonban meg volt győződve arról, hogy az éghajlat a jégkorszak kivételével szinte változatlan maradt, és maguk a kontinensek is megváltoztak, azaz elköltöztek. Feltételezte, hogy a földköpeny konvekciója következtében váltak el egymástól, de nem volt biztos benne.

Ezt az ötletet őrültnek tartották, különösen azért, mert nem geológus javasolta, ráadásul Wegener figyelmen kívül hagyta az összes olyan tényt, amely nem illett bele az elméletébe. És az a tény, hogy Afrika és Dél-Amerika között nem olyan ideális a hasonlóság, és hogy a kontinensek sodródása nem magyarázható. A konvekciónak nyilvánvalóan semmi köze ehhez, mivel túl gyenge. Nagyszerű A'Tuin(gyanítja, hogy A'Tuin lány) az egész világot a hátán hordhatja, de ő csak egy fikció, és úgy tűnik, a való világban ilyen erők egyszerűen elképzelhetetlenek.

Nem véletlenül használtuk az „elképzelhetetlen” szót. Sok zseniális és elismert tudós gyakran megismétli ugyanazt a hibát. Összekeverik a „nem értem, hogy lehet ez” kifejezést a „teljesen lehetetlen” kifejezéssel. Ezek egyike, bármennyire szégyelli is bevallani, egyikünk kettőnk közül, matematikus volt, és kiváló, de amikor számításai kimutatták, hogy a földköpeny nem tud kontinenseket mozgatni, fel sem merült benne, hogy a számítások alapjául szolgáló elméletek tévesek. Sir Harold Jeffreysnek hívták, és az volt a baja, hogy nyilvánvalóan hiányzott belőle a képzelet, mert nem csak a kontinensek körvonalai esnek egybe az Atlanti-óceán két oldalán. Földtani és őslénytani szempontból is minden összefolyt. Vegyük például egy nevű fenevad megkövesedett maradványait mezoszaurusz, aki 270 millió évvel ezelőtt élt Dél-Amerikában és Afrikában egyaránt. Nem valószínű, hogy a mezoszaurusz átúszta volna az Atlanti-óceánt, hanem egyszerűen a Pangeán élt, mivel sikerült áttelepednie mindkét kontinensen, amikor még nem váltak el egymástól.

A huszadik század 60-as éveiben azonban Wegener gondolatát elismerték, és a „kontinens-sodródás” elméletét megalapozták a tudományban. A vezető geológusok találkozóján egy Edward Ballard nevű fiatalember, aki nagyon hasonlított Ponder Toupsra, és két kollégája bemutatta az akkor új, számítógépnek nevezett eszköz képességeit. Megbízták a gépet, hogy ne csak Afrika és Dél-Amerika, hanem Észak-Amerika és Európa között is találja meg a legjobb párosítást, figyelembe véve az esetleges, de apró változásokat. Ahelyett, hogy felvették volna a partvonal jelenlegi kontúrjait, ami kezdetben nem volt túl jó ötlet, és lehetővé tették a sodródáselmélet ellenzői számára, hogy azzal érveljenek, hogy a kontinensek nem esnek egybe, a fiatal tudósok egy 3200 láb mélységnek megfelelő kontúrt használtak ( 1000 m) tengerszint alatt, mivel véleményük szerint kevésbé volt kitéve az eróziónak. A körvonalak jól illeszkedtek, és a geológia is nagyszerű volt. És bár a konferencia résztvevői továbbra sem jutottak konszenzusra, a kontinens-sodródás elmélete végül némi elismerést kapott.

Ma már sokkal több bizonyítékunk van, és világosan megértjük a sodródási mechanizmust. Az Atlanti-óceán középső részén, Dél-Amerika és Afrika között félúton az egyik óceánközéphátság délről északra húzódik (ezek egyébként az összes többi óceánban is léteznek). A vulkáni anyagok a teljes gerinc mentén emelkednek ki a mélyből, majd a lejtőin terjednek. És ez történik 200 millió éve. Akár tengeralattjárót is küldhet, és csak nézheti a folyamatot. Természetesen egy élet sem lenne elég ahhoz, hogy ezt észrevegyük, de Amerika évi 3/4 hüvelykkel (2 cm) távolodik el Afrikától. A körmünk hozzávetőlegesen azonos sebességgel nő, azonban a korszerű berendezések képesek rögzíteni ezeket a változásokat.

A kontinensek sodródásának legegyértelműbb bizonyítéka a Föld mágneses mezejéből származik: a hegygerincek két oldalán lévő sziklákon mágneses csíkok furcsa mintázata van, amelyek északról délre és visszafelé változtatják a polaritást, mindkét lejtőn szimmetrikus mintázattal. Ez azt jelenti, hogy a csíkok lehűlés közben megfagytak a mágneses térben. Amikor a Föld dinamója időről időre megváltoztatta a polaritását, a hegygerinc kőzetei mágnesessé váltak a mezőjében. Aztán a mágnesezett kőzetek szétválasztása után azonos minták jelentek meg a gerinc két oldalán.

A Föld felszíne nem szilárd gömb. Mind a kontinensek, mind az óceán feneke hatalmas, különösen kemény lemezeken úsznak, amelyek eltávolodhatnak egymástól, amikor a magma beszivárog közéjük. (És ez leggyakrabban a köpeny konvekciója miatt történik. Jeffreys egyszerűen nem tudott mindent, amit a köpeny mozgásáról tudunk.) Körülbelül egy tucat lemez van, hatszáz (1000 km) és hatezer közötti szélességben. (10 000 km) mérföld, és folyamatosan megfordulnak. Ahol a határaik összeérnek, dörzsölnek és csúsznak, ott állandóan előfordulnak földrengések és vulkánkitörések. Különösen a csendes-óceáni tűzövezetben, amely a Csendes-óceán teljes kerületén húzódik, és magában foglalja Chile nyugati partját, Közép-Amerikát, az Egyesült Államokat, valamint a japán szigeteken és Új-Zélandon túl. Valamennyien egy óriási tábla szélén vannak. Ahol a lemezek összeütköznek, ott hegyek keletkeznek: az egyik lemez a másik alá kerül, és felemeli, összezúzva és összezúzva a szélét. India egyáltalán nem része az ázsiai kontinensnek, egyszerűen belezuhant, létrehozva a világ legmagasabb hegyeit - a Himaláját. Annyira felgyorsult, hogy még mindig folytatja mozgását, a Himalája pedig növekszik.

(c) Korongvilág-tudomány, Terry Pratchett, Jack Cohen, Ian Stewart(Általában olvassa el ezt a könyvet; szórakoztató formában nem talál jobb útmutatót (de előtte ismerkedjen meg elvileg Pratchett „Discworld” sorozatával, bibliográfiai NEM NÉPSZERŰ sorrendben)).

Videó a Roszkoszmosz mágneses mezőjéről:

Hogyan működik az iránytű?

Ki ne látott volna iránytűt? Egy kis dolog, ami úgy néz ki, mint egy óra. Csavarod-forgatod, de a nyíl makacsul egy irányba fordul. Az iránytű egy mágnes, amely szabadon forog a tűn. A mágneses iránytű működési elve két mágnes vonzásán és taszításán alapul. A mágnesek ellentétes pólusai vonzzák, ahogy a pólusok taszítják. Bolygónk is ilyen mágnes. Kicsi az ereje, nem elég egy nehéz mágnesen megnyilvánulni. Azonban egy tűn egyensúlyozott könnyű iránytű is forog egy kis mágneses tér hatására.

sport iránytű

Hogy az iránytű ne lógjon, hanem rázkódástól függetlenül jól mutassa az irányt, elég erősen mágnesezettnek kell lennie. A sportiránytűben a nyíllal ellátott izzó folyadékkal van megtöltve. Nem agresszív műanyag és fém alkatrészekhez, nem fagy meg téli hőmérsékleten. A lombikban maradt légbuborék szintjelzőként szolgál az iránytű vízszintes síkban történő tájolásához.

A Föld mágneses mezejének vizsgálatában a vezető szerepet William Gilbert angol tudós birtokolja. 1600-ban megjelent „A mágnesről, a mágneses testekről és a nagy mágnesről – a Földről” című könyvében a Földet egy óriási állandó mágnes formájában mutatta be, amelynek tengelye nem esik egybe a mágnes forgástengelyével. Föld. A forgástengely és a mágneses tengely közötti szöget mágneses deklinációnak nevezzük.

Ennek az eltérésnek az eredményeként nem teljesen igaz az a mondás, hogy az iránytű mindig északra mutat. Az északi pólustól 2100 km-re, Somerset-szigeten található pontra mutat (koordinátái: 75°, 6 É, 101° Ny - 1965-ös adatok) A Föld mágneses pólusai lassan sodródnak. A nyíl irányában fellépő ilyen hiba mellett (szisztematikusnak fogjuk nevezni), nem szabad megfeledkeznünk az iránytű nem megfelelő működésének egyéb okairól sem:

• Az iránytű közelében található fémtárgyak vagy mágnesek eltérítik a tűt
• Elektronikus eszközök, amelyek elektromágneses mezők forrásai
• Ásványi lelőhelyek – fémércek
• Az erős naptevékenység éveiben fellépő mágneses viharok torzítják a Föld mágneses terét.

Most próbáljon meg válaszolni az okosabbak kérdéseire:

Addig is elmondok néhány érdekes tényt a Föld mágneses teréről.

Kiderül, hogy 10 évente körülbelül 0,5%-kal gyengül. Különféle becslések szerint 1-2 ezer éven belül eltűnik. Feltételezzük, hogy ebben a pillanatban a mágnes és a Föld között megfordul a polaritás. Ezután a mező ismét növekedni kezd, de az északi és déli mágneses pólusok helyet cserélnek. Úgy gondolják, hogy ez nagyon sokszor megtörtént bolygónkkal.

Kiderült, hogy a vándormadarak is „iránytűvel”, pontosabban a Föld mágneses tere szolgál útmutatásul számukra. A közelmúltban a tudósok megtudták, hogy a madaraknak van egy kis mágneses „iránytűje” a szem környékén - egy apró szövetmezőben, amelyben magnetitkristályok találhatók, amelyek képesek mágneses térben mágnesezni.

Egy egyszerű iránytűt magad is elkészíthetsz. Ehhez hagyja a varrótűt a mágnes mellett néhány napig. Ezt követően a tű mágnesezett lesz. Miután megnedvesítette zsírral vagy olajjal, óvatosan engedje le a tűt a csészébe öntött víz felszínére. A zsír nem engedi lesüllyedni, és a tű északról délre fordul (vagy fordítva:).

Lenyűgözött? Most ellenőrizheti a kérdésekre adott válaszait:

• Mit gondol, hová fog mutatni az iránytű tűje, ha az északi földrajzi pólus és az északi mágneses pólus között van?
  - A nyíl északi vége... délre, a déli vége pedig északra fog mutatni!
• Merre mutat a nyíl, ha az iránytű a mágneses pólus közelében van?
  - Kiderült, hogy a mágneses pólus területén egy menetre felfüggesztett nyíl hajlamos megfordulni... lefelé, a Föld mágneses vonalai mentén!
• Ha iránytűtől vezérelve hosszú ideig szigorúan északkelet felé sétálsz, akkor hova jutsz?
  – eljössz az északi mágneses pólushoz! Próbálja nyomon követni az utat a földgömbön, nagyon érdekes útvonalnak bizonyul.

és így nézhetett ki a tengeri iránytű Kolumbusz hajóján

Reméljük, hogy tetszett ez az anyag. Ha igen, akkor még több ilyen változatot készítünk!

Ha hibát talál, jelöljön ki egy szövegrészt, és kattintson rá Ctrl+Enter.

Megtekintve: 367

Simon Anzellini vezette tudóscsoport új felfedezést tett. Egyes kísérletek során új minőségeket állapítottak meg a földmag szilárd részének

A tudósok megállapították, hogy a föld vasmagja 6 ezer Celsius-fokra melegszik fel, és ez az információ ezer fokkal magasabb, mint korábban gondolták. És ez a tény most lehetővé teszi számunkra, hogy megértsük bolygónk mágneses mezőjének természetét.

Simon Ancellin, a grenoble-i francia atomenergia-biztosság tagja és munkatársai a vas ultranagy nyomás alatti viselkedésének megfigyelésével tudták kiszámítani a Föld vasmagjának hőmérsékletét.

Tudósok egy csoportja saját módszerét használta a vas tulajdonságainak meghatározására. Egy vasdarabot helyeztek egy gyémánt üllőbe, és 2,2 millió atmoszféra nyomás alatt összenyomták, majd lézersugárral felmelegítették 4,5 ezer Celsius-fokra.

A kísérletet olyan adatok megszerzésére végezték, amelyek segítségével a tudósok meghatározhatják a földmag szilárd részének hőmérsékletét, amelyben a nyomás eléri a 3,3 millió atmoszférát. A tudósok meglepetésére a mag hőmérséklete elérte a 6-6,5 ezer Celsius-fokot, ami ezer fokkal meghaladja a korábbi elképzeléseket. Ahogy a tudósok mondják, az új felfedezés jól illeszkedik a tudósok általános megértéséhez a bolygó természetéről és szerkezetéről. És ez lehetővé teszi számunkra, hogy megmagyarázzuk a Föld mágneses mezejének okát.

A Föld mágneses mezejének forrása

A 17. századig ez a munka volt a geomágnesességgel foglalkozó fő munka. A 17. és a 20. század között számos tanulmány és megfigyelés kezdődött, amelyek új következtetésekre és tulajdonságokra vezették a tudósokat. Ebben az időben olyan tudósok munkáját ünneplik, mint Halley Halley, Alexander von Humboldt, Joseph Gay-Lussac, James Maxwell, Carl Gauss.

Az elektromágnesesség elméletének Maxwell általi kialakítása a 19. század 70-es éveiben meglehetősen jelentős. Egyenleteiből kiderül, hogy a mágneses mezőt elektromos áram hozza létre. Következésképpen ez a zárt elemi áramok és a mágneses dipólusok ekvivalenciájához vezet, amelyek nyomatékát az áram mágneses momentumának is nevezik. Összeadva ezek a mennyiségek alkotják, mondjuk, egy hengeres mágnes mágneses terét, amely megközelítőleg megegyezik egy azonos hosszúságú és azonos keresztmetszetű mágnestekerccsel.

De pillanatnyilag nem volt világos elképzelés arról, honnan származik a Föld mágneses tere. A geomágnesesség természetével foglalkozó modern tudományos munkák a következőket jelzik: „Most, a „nagy mágneshez” fordulva, a dolog első pillantásra nem is olyan nehéz: megtalálni a bolygó közepén a szükséges konfigurációjú és erőhatású áramrendszereket, amelyek mezőt alkotunk a Föld felszínén, melynek szerkezetét jól tanulmányoztuk Amikor a Földre indulunk, akkor a kérgen, a felső köpenyen és az alsó köpenyen áthaladva egy hatalmas folyékony maghoz, a létezéshez jutunk el. század közepén Harold Jeffreys, a Cambridge-i Egyetem munkatársa határozta meg.A mag nagy részének tényleges folyékony halmazállapota ad következtetést a geomágneses mező létrehozásának mechanizmusára.A lényeg az, hogy a Föld állandó mágneses mezőt elektromos áramok alkotják, amelyek akkor jelennek meg, amikor egy vezető folyadék mozog a magban.Egy másik elméletet még nem találtak fel ebben a kérdésben.

Ha tovább megyünk, és megpróbáljuk megérteni a Föld geomágneses mezejét generáló folyamatok lényegét, akkor itt az ideje, hogy a dinamó mechanizmust használjuk erre a célra. Röviden, azt feltételezzük, hogy a mágneses mező kialakítása a Föld külső folyékony magjában ugyanúgy történik, mint egy öngerjesztett dinamóban, ahol egy huzaltekercs külső mágneses térben forog. Következésképpen az elektromágneses indukció következtében elektromos áram keletkezik a tekercsben, és saját mágneses teret képez. Növeli a külső mágneses teret, és a tekercsben lévő áram is nő.

Természetesen a bolygó folyékony magja nem dinamó. De amikor a hőkonvekció megjelenik egy folyékony vezetőben, az elektromosan vezető folyadék bizonyos áramlási rendszere jön létre, amely összhangban van a vezető mozgásával. Nem lenne durva erőszak a természet ellen, ha feltételeznénk bizonyos magmágneses mezők létezését a magban. Következésképpen, ha egy folyadékvezető relatív mozgása során átlépi ezeknek a mezőknek az erővonalait, akkor benne elektromos áram keletkezik, amely mágneses teret hoz létre, ami növeli a külső magmezőt, és ez pedig növeli a elektromos áram és így tovább, mint a pápáról és a kutyájáról szóló dal, aki hanyagul megevett egy darab húst. A folyamat mindaddig folytatódik, amíg egy álló mágneses tér létre nem jön, amikor a különböző dinamikus folyamatok kiegyenlítik egymást."

A Föld mágneses tere a jövő energiája

A fizikai és matematikai tudományok kandidátusa, Jevgenyij Timofejev orosz tudós, az RSC Energia munkatársa évek óta foglalkozik ezzel a problémával. Sikerült már megalkotnia egy ilyen generátor prototípusát, amely a Föld mágneses mezőjéből termelne energiát. A generátor a következőképpen működik: amikor a készüléket mozgásba hozzuk, egy érzékeny voltmérő regisztrálja az elektromotoros erő fellépését az áramkörben. A feltaláló tisztázza, hogy a készülék működési módja a Föld mágneses mezejének egy mágnestekerccsel való metszéspontján alapul, amelynek tekercsének egy részét mágneses pajzs védi.

Ahogy a tudós megállapítja, a napfény energiájának gyakorlati felhasználása tekintetében az emberiség már sokkal előrébb jár, mint a Föld mágneses terének használata. Bizonyos szempontból ugyanazon a szinten vagyunk, mint a Tesla 75 évvel ezelőtt.