Dünyanın manyetik alanı yaklaşık olarak ortaya çıktı. Dünyanın manyetik alanının değeri

Modern fikirlere göre yaklaşık 4,5 milyar yıl önce oluşmuştur ve o andan itibaren gezegenimiz manyetik bir alanla çevrelenmiştir. İnsanlar, hayvanlar ve bitkiler de dahil olmak üzere dünyadaki her şey bundan etkilenir.

Manyetik alan yaklaşık 100.000 km yüksekliğe kadar uzanır (Şekil 1). Tüm canlı organizmalara zararlı olan güneş rüzgarı parçacıklarını saptırır veya yakalar. Bu yüklü parçacıklar Dünya'nın radyasyon kuşağını oluşturur ve bulundukları Dünya'ya yakın alanın tamamına denir. manyetosfer(İncir. 2). Dünyanın Güneş tarafından aydınlatılan tarafında manyetosfer, yarıçapı yaklaşık 10-15 Dünya yarıçapı olan küresel bir yüzeyle sınırlanır ve karşı tarafta bir kuyruklu yıldızın kuyruğu gibi birkaç bin mesafeye kadar uzanır. Jeomanyetik bir kuyruk oluşturan Dünya yarıçapları. Manyetosfer, gezegenlerarası alandan bir geçiş bölgesi ile ayrılmıştır.

Dünyanın manyetik kutupları

Dünyanın mıknatısının ekseni, dünyanın dönme eksenine göre 12° eğimlidir. Dünyanın merkezine yaklaşık 400 km uzaklıkta yer alır. Bu eksenin gezegenin yüzeyiyle kesiştiği noktalar manyetik kutuplar. Dünyanın manyetik kutupları gerçek coğrafi kutuplarla örtüşmemektedir. Şu anda manyetik kutupların koordinatları şu şekildedir: kuzey - 77° kuzey enlemi. ve 102°B; güney - (65° G ve 139° D).

Pirinç. 1. Dünyanın manyetik alanının yapısı

Pirinç. 2. Manyetosferin yapısı

Bir manyetik kutuptan diğerine uzanan kuvvet çizgilerine denir. manyetik meridyenler. Manyetik ve coğrafi meridyenler arasında bir açı oluşur. manyetik sapma. Dünyadaki her yerin kendine ait bir eğim açısı vardır. Moskova bölgesinde sapma açısı doğuya doğru 7°, Yakutsk'ta ise batıya doğru yaklaşık 17°'dir. Bu, Moskova'daki pusula iğnesinin kuzey ucunun, Moskova'dan geçen coğrafi meridyenin sağına doğru T kadar saptığı ve Yakutsk'ta ilgili meridyenin 17° soluna saptığı anlamına gelir.

Serbestçe asılı bir manyetik iğne, yalnızca coğrafi ekvatorla çakışmayan manyetik ekvator çizgisi üzerinde yatay olarak bulunur. Manyetik ekvatorun kuzeyine doğru hareket ederseniz, iğnenin kuzey ucu yavaş yavaş alçalır. Manyetik bir iğne ile yatay bir düzlemin oluşturduğu açıya denir. manyetik eğim. Kuzey ve Güney manyetik kutuplarında manyetik eğim en fazladır. 90°'ye eşittir. Kuzey Manyetik Kutbu'nda, kuzey ucu aşağıya gelecek şekilde dikey olarak serbestçe asılı bir manyetik iğne yerleştirilecek ve Güney Manyetik Kutbu'nda güney ucu aşağıya inecek. Böylece manyetik iğne, manyetik alan çizgilerinin dünya yüzeyinin üzerindeki yönünü gösterir.

Zamanla manyetik kutupların dünya yüzeyine göre konumu değişir.

Manyetik kutup, 1831 yılında kaşif James C. Ross tarafından, mevcut konumundan yüzlerce kilometre uzakta keşfedildi. Bir yılda ortalama 15 km yol kat eder. Son yıllarda manyetik kutupların hareket hızı keskin bir şekilde arttı. Örneğin Kuzey Manyetik Kutbu şu anda yılda yaklaşık 40 km hızla hareket ediyor.

Dünyanın manyetik kutuplarının yer değiştirmesine denir manyetik alan inversiyonu.

Gezegenimizin jeolojik tarihi boyunca, Dünya'nın manyetik alanı polaritesini 100'den fazla kez değiştirmiştir.

Manyetik alan yoğunlukla karakterize edilir. Dünyanın bazı yerlerinde manyetik alan çizgileri normal alandan saparak anormallikler oluşturur. Örneğin Kursk Manyetik Anomalisi (KMA) bölgesinde alan şiddeti normalden dört kat daha fazladır.

Dünyanın manyetik alanında günlük değişiklikler vardır. Dünyanın manyetik alanındaki bu değişikliklerin nedeni atmosferde yüksek irtifalarda akan elektrik akımlarıdır. Güneş radyasyonundan kaynaklanırlar. Güneş rüzgarının etkisi altında, Dünya'nın manyetik alanı bozulur ve Güneş yönünde yüzbinlerce kilometreye uzanan bir "iz" kazanır. Güneş rüzgarının ana nedeni, zaten bildiğimiz gibi, güneş koronasından muazzam miktarda madde püskürmesidir. Dünya'ya doğru ilerledikçe manyetik bulutlara dönüşürler ve Dünya'da güçlü, bazen de aşırı rahatsızlıklara yol açarlar. Dünyanın manyetik alanında özellikle güçlü bozulmalar - manyetik fırtınalar. Bazı manyetik fırtınalar tüm Dünya'da aniden ve neredeyse aynı anda başlarken, diğerleri yavaş yavaş gelişir. Birkaç saat, hatta günlerce sürebilirler. Manyetik fırtınalar genellikle Güneş patlamasından 1-2 gün sonra, Dünya'nın Güneş tarafından fırlatılan parçacık akıntısının içinden geçmesi nedeniyle meydana gelir. Gecikme süresine bağlı olarak böyle bir parçacık akışının hızının birkaç milyon km/saat olduğu tahmin edilmektedir.

Güçlü manyetik fırtınalar sırasında telgraf, telefon ve radyonun normal çalışması bozulur.

Manyetik fırtınalar genellikle 66-67° enlemlerinde (aurora bölgesinde) gözlenir ve auroralarla aynı anda meydana gelir.

Dünyanın manyetik alanının yapısı, bölgenin enlemine bağlı olarak değişir. Manyetik alanın geçirgenliği kutuplara doğru artar. Kutup bölgelerinde, manyetik alan çizgileri dünya yüzeyine az çok diktir ve huni şeklinde bir konfigürasyona sahiptir. Bunlar aracılığıyla, gün tarafından gelen güneş rüzgarının bir kısmı manyetosfere ve ardından üst atmosfere nüfuz eder. Manyetik fırtınalar sırasında manyetosferin kuyruğundan gelen parçacıklar buraya akın ederek Kuzey ve Güney Yarımkürelerin yüksek enlemlerinde üst atmosferin sınırlarına ulaşır. Buradaki auroralara neden olan da bu yüklü parçacıklardır.

Yani manyetik fırtınalar ve manyetik alandaki günlük değişiklikler, daha önce de öğrendiğimiz gibi, güneş ışınımıyla açıklanmaktadır. Peki Dünya'nın kalıcı manyetizmasını yaratan ana sebep nedir? Teorik olarak Dünya'nın manyetik alanının %99'unun gezegenin içinde saklı kaynaklardan kaynaklandığını kanıtlamak mümkündü. Ana manyetik alan, Dünya'nın derinliklerinde bulunan kaynaklardan kaynaklanır. Kabaca iki gruba ayrılabilirler. Bunların ana kısmı, elektriksel olarak iletken maddenin sürekli ve düzenli hareketleri nedeniyle bir elektrik akım sisteminin oluşturulduğu, dünyanın çekirdeğindeki süreçlerle ilişkilidir. Diğeri ise yer kabuğundaki kayaların, ana elektrik alanı (çekirdeğin alanı) tarafından mıknatıslandıklarında, çekirdeğin manyetik alanıyla toplanan kendi manyetik alanlarını yaratmalarından kaynaklanmaktadır.

Manyetik alana ek olarak Dünya çevresinde başka alanlar da vardır: a) yerçekimi; b) elektrik; c) termal.

Yerçekimi alanı Dünyaya yerçekimi alanı denir. Jeoidin yüzeyine dik bir çekül çizgisi boyunca yönlendirilir. Eğer Dünya bir devrim elipsoidi şekline sahip olsaydı ve kütleler onun içinde eşit olarak dağılmış olsaydı, o zaman normal bir yerçekimi alanına sahip olurdu. Gerçek yerçekimi alanının yoğunluğu ile teorik olanın yoğunluğu arasındaki fark, bir yerçekimi anomalisidir. Kayaların farklı malzeme bileşimi ve yoğunluğu bu anomalilere neden olur. Ancak başka nedenler de mümkündür. Bunlar aşağıdaki süreçle açıklanabilir: katı ve nispeten hafif yer kabuğunun, üstteki katmanların basıncının eşitlendiği daha ağır üst manto üzerindeki dengesi. Bu akımlar tektonik deformasyonlara, litosferik plakaların hareketine neden olur ve böylece Dünya'nın makrorölyefini yaratır. Yerçekimi Dünya üzerindeki atmosferi, hidrosferi, insanları, hayvanları tutar. Coğrafi zarftaki süreçleri incelerken yerçekimi dikkate alınmalıdır. Dönem " jeotropizma", yerçekimi kuvvetinin etkisi altında, her zaman birincil kökün Dünya yüzeyine dik dikey büyüme yönünü sağlayan bitki organlarının büyüme hareketleridir. Yerçekimi biyolojisi bitkileri deneysel konular olarak kullanır.

Yer çekimi dikkate alınmazsa, roketlerin ve uzay araçlarının fırlatılması için ilk verileri hesaplamak, cevher yataklarının gravimetrik araştırmasını yapmak ve son olarak astronomi, fizik ve diğer bilimlerin daha da gelişmesi imkansızdır.

Dünyanın manyetik alanı, gezegenin içindeki kaynakların ürettiği bir oluşumdur. Jeofiziğin ilgili bölümündeki çalışmanın amacı budur. Şimdi Dünya'nın manyetik alanının ne olduğuna ve nasıl oluştuğuna daha yakından bakalım.

Genel bilgi

Dünya yüzeyinden çok uzak olmayan bir yerde, yaklaşık olarak yarıçapının üçü kadar bir mesafede, manyetik alandan gelen kuvvet çizgileri “iki kutuplu yük” sistemi boyunca yerleştirilmiştir. Burada "plazma küresi" adı verilen bir alan var. Gezegenin yüzeyinden uzaklaştıkça iyonize parçacıkların güneş koronasından akışının etkisi artar. Bu, manyetosferin Güneş tarafından sıkıştırılmasına yol açar ve tam tersine, Dünya'nın manyetik alanı karşı taraftan, yani gölge taraftan gerilir.

Plazma Küresi

Yüklü parçacıkların atmosferin üst katmanlarındaki (iyonosfer) yönlü hareketi, Dünya yüzeyinin manyetik alanı üzerinde gözle görülür bir etkiye sahiptir. İkincisinin konumu gezegenin yüzeyinden yüz kilometre ve üzerindedir. Dünyanın manyetik alanı plazma küreyi tutar. Ancak yapısı büyük ölçüde güneş rüzgarının aktivitesine ve onun sınırlayıcı katmanla etkileşimine bağlıdır. Gezegenimizdeki manyetik fırtınaların sıklığı da Güneş'teki patlamalarla belirleniyor.

Terminoloji

"Dünyanın manyetik ekseni" diye bir kavram var. Bu, gezegenin ilgili kutuplarından geçen düz bir çizgidir. "Manyetik ekvator", bu eksene dik olan düzlemin büyük dairesidir. Üzerindeki vektör yataya yakın bir yöne sahiptir. Dünyanın manyetik alanının ortalama gücü önemli ölçüde coğrafi konuma bağlıdır. Yaklaşık olarak 0,5 Oe'ye, yani 40 A/m'ye eşittir. Manyetik ekvatorda bu aynı gösterge yaklaşık 0,34 Oe'dir ve kutupların yakınında 0,66 Oe'ye yakındır. Gezegenin bazı anomalilerinde, örneğin Kursk anomalisinde gösterge artar ve 2 Oe'ye ulaşır. Dünyanın manyetosferinin karmaşık bir yapıya sahip, yüzeyine yansıtılan ve kendi kutuplarında birleşen çizgilerine “manyetik meridyenler” denir.

Oluşumun doğası. Varsayımlar ve varsayımlar

Kısa bir süre önce, Dünya'nın manyetosferinin ortaya çıkışı ile gezegenimizin yarıçapının dörtte biri ila üçte biri kadar bir mesafede bulunan sıvı metal çekirdekteki akımın akışı arasındaki bağlantıya dair varsayım var olma hakkını kazandı. Bilim adamlarının ayrıca yerkabuğunun yakınında akan sözde "telürik akımlar" hakkında da bir varsayımı var. Zamanla oluşumun bir dönüşümü olduğu söylenmelidir. Dünyanın manyetik alanı son yüz seksen yılda birkaç kez değişti. Bu, okyanus kabuğunda kaydedilmiştir ve bu, kalıcı mıknatıslanma çalışmaları ile kanıtlanmıştır. Okyanus sırtlarının her iki tarafındaki alanlar karşılaştırılarak bu alanların ayrılma zamanı belirlenir.

Dünyanın manyetik kutup değişimi

Gezegenin bu kısımlarının konumu sabit değildir. Yerlerinden oldukları gerçeği on dokuzuncu yüzyılın sonundan beri kayıtlara geçmiştir. Güney Yarımküre'de bu süre zarfında manyetik kutup 900 km kayarak Hint Okyanusu'na ulaştı. Kuzey kesimde de benzer süreçler yaşanıyor. Burada kutup, Doğu Sibirya'daki manyetik anomaliye doğru ilerliyor. 1973'ten 1994'e kadar sitenin buraya taşındığı mesafe 270 km idi. Önceden hesaplanan bu veriler daha sonra ölçümlerle doğrulandı. Son verilere göre Kuzey Yarımküre'nin manyetik kutbunun hareket hızı önemli ölçüde arttı. Geçen yüzyılın yetmişli yıllarında 10 km/yıl iken, bu yüzyılın başında 60 km/yıl'a çıktı. Aynı zamanda dünyanın manyetik alanının gücü de dengesiz bir şekilde azalır. Yani son 22 yılda bazı yerlerde %1,7, bazı yerlerde ise %10 azaldı, ancak tam tersine arttığı alanlar da var. Manyetik kutupların yer değiştirmesindeki hızlanma (yılda yaklaşık 3 km), bugün gözlemlenen hareketin bir sapma değil, başka bir tersine dönüş olduğunu varsaymamız için neden veriyor.

Bu, manyetosferin güneyinde ve kuzeyinde sözde "kutup boşluklarının" artmasıyla dolaylı olarak doğrulanır. Güneş koronasının ve uzayın iyonize malzemesi, ortaya çıkan genişlemelere hızla nüfuz eder. Sonuç olarak, Dünya'nın kutupsal bölgelerinde artan miktarda enerji toplanıyor ve bu da kutup buz tabakalarının ilave ısınmasıyla dolu.

Koordinatlar

Kozmik ışın biliminde, bilim adamı McIlwain'in adını taşıyan jeomanyetik alan koordinatları kullanılır. Manyetik alandaki yüklü elemanların aktivitesinin değiştirilmiş versiyonlarına dayandıkları için bunların kullanımını öneren ilk kişi oydu. Bir nokta için iki koordinat kullanılır (L, B). Manyetik kabuğu (McIlwain parametresi) ve alan indüksiyonunu L karakterize ederler. İkincisi, kürenin ortalama mesafesinin gezegenin merkezinden yarıçapına oranına eşit bir parametredir.

"Manyetik eğim"

Birkaç bin yıl önce Çinliler inanılmaz bir keşifte bulundular. Mıknatıslanmış nesnelerin belirli bir yönde konumlandırılabileceğini buldular. Ve on altıncı yüzyılın ortalarında Alman bilim adamı Georg Cartmann bu alanda başka bir keşifte bulundu. “Manyetik eğim” kavramı böyle ortaya çıktı. Bu isim, gezegenin manyetosferinin etkisi altında okun yatay düzlemden yukarı veya aşağı doğru sapma açısını ifade eder.

Araştırma tarihinden

Coğrafi ekvatordan farklı olan kuzey manyetik ekvator bölgesinde, kuzey ucu aşağı doğru, güneyde ise tam tersine yukarı doğru hareket eder. 1600 yılında İngiliz doktor William Gilbert, daha önce mıknatıslanmış nesnelerin belirli bir davranışına neden olan Dünya'nın manyetik alanının varlığına dair ilk varsayımlarda bulundu. Kitabında demir okla donatılmış bir topla yapılan deneyi anlattı. Araştırmaları sonucunda Dünya'nın büyük bir mıknatıs olduğu sonucuna vardı. İngiliz gökbilimci Henry Gellibrant da deneyler yaptı. Gözlemleri sonucunda Dünya'nın manyetik alanının yavaş değişimlere maruz kaldığı sonucuna vardı.

José de Acosta pusula kullanma olasılığını anlattı. Ayrıca Manyetik ve Kuzey Kutupları arasındaki farkı da ortaya koydu ve ünlü History (1590) adlı eserinde manyetik sapması olmayan çizgiler teorisi doğrulandı. Christopher Columbus da ele alınan konunun incelenmesine önemli katkılarda bulundu. Manyetik sapmanın değişkenliğinin keşfinden sorumluydu. Dönüşümler coğrafi koordinatlardaki değişikliklere bağlı olarak yapılır. Manyetik sapma, iğnenin Kuzey-Güney yönünden sapma açısıdır. Columbus'un keşfiyle bağlantılı olarak araştırmalar yoğunlaştı. Gezginler için Dünya'nın manyetik alanının ne olduğuna dair bilgi son derece gerekliydi. M.V. Lomonosov da bu sorun üzerinde çalıştı. Karasal manyetizmayı incelemek için kalıcı noktalar (gözlemevlerine benzer) kullanarak sistematik gözlemler yapılmasını önerdi. Lomonosov'a göre bunu denizde yapmak da çok önemliydi. Büyük bilim adamının bu fikri, altmış yıl sonra Rusya'da gerçekleşti. Kanada takımadalarındaki Manyetik Kutbun keşfi, kutup kaşifi İngiliz John Ross'a (1831) aittir. Ve 1841'de gezegenin başka bir kutbunu keşfetti, ancak Antarktika'da. Dünyanın manyetik alanının kökenine ilişkin hipotez Carl Gauss tarafından ortaya atılmıştır. Kısa süre sonra bunun çoğunun gezegenin içindeki bir kaynaktan beslendiğini, ancak küçük sapmaların nedeninin dış ortamdan kaynaklandığını kanıtladı.

Dünyanın manyetik alanının yapısı ve özellikleri

Dünya yüzeyinden küçük bir mesafede, yarıçaplarının yaklaşık üçünde, manyetik alan çizgileri dipol benzeri bir düzenlemeye sahiptir. Bu alan denir plazma küresi Toprak.

Dünya yüzeyinden uzaklaştıkça, güneş rüzgârının etkisi artar: Güneş'in yanından jeomanyetik alan sıkıştırılır ve karşı taraftan gece tarafından uzun bir "kuyruğa" doğru uzanır.

Plazmosfer

İyonosferdeki akımlar, Dünya yüzeyindeki manyetik alan üzerinde gözle görülür bir etkiye sahiptir. Bu, yaklaşık 100 km ve daha yüksek rakımlardan uzanan üst atmosfer bölgesidir. Çok sayıda iyon içerir. Plazma, Dünya'nın manyetik alanı tarafından tutulur, ancak durumu, Dünya'nın manyetik alanının güneş rüzgarı ile etkileşimi ile belirlenir; bu, Dünya'daki manyetik fırtınalar ile güneş patlamaları arasındaki bağlantıyı açıklar.

Alan Seçenekleri

Dünya üzerindeki manyetik alan kuvvetinin dikey yönde olduğu noktalara manyetik kutuplar denir. Dünya üzerinde böyle iki nokta vardır: kuzey manyetik kutbu ve güney manyetik kutbu.

Manyetik kutuplardan geçen düz çizgiye Dünyanın manyetik ekseni denir. Manyetik eksene dik olan bir düzlemdeki büyük daireye manyetik ekvator denir. Manyetik ekvatorun noktalarındaki manyetik alan vektörü yaklaşık olarak yatay bir yöne sahiptir.

Dünyanın manyetik alanı, Dünyanın manyetosferindeki hidromanyetik dalgaların uyarılmasından kaynaklanan jeomanyetik titreşimler adı verilen rahatsızlıklarla karakterize edilir; Dalgacıkların frekans aralığı milihertz'den bir kilohertz'e kadar uzanır.

Manyetik meridyen

Manyetik meridyenler, Dünya'nın manyetik alan çizgilerinin yüzeyine izdüşümleridir; Dünyanın kuzey ve güney manyetik kutuplarında birleşen karmaşık eğriler.

Dünyanın manyetik alanının doğası hakkında hipotezler

Son zamanlarda, Dünya'nın manyetik alanının ortaya çıkmasını sıvı metal çekirdekteki akım akışına bağlayan bir hipotez geliştirildi. “Manyetik dinamo” mekanizmasının çalıştığı bölgenin 0,25-0,3 Dünya yarıçapı uzaklıkta yer aldığı tahmin ediliyor. Benzer bir alan oluşturma mekanizması diğer gezegenlerde, özellikle Jüpiter ve Satürn'ün çekirdeklerinde (bazı varsayımlara göre sıvı metalik hidrojenden oluşur) meydana gelebilir.

Dünyanın manyetik alanındaki değişiklikler

Bu, 1990'ların ortalarında 45°'ye ulaşan çıkıntıların açılma açısındaki (kuzey ve güneydeki manyetosferdeki kutupsal boşluklar) mevcut artışla doğrulanmaktadır. Güneş rüzgarından, gezegenler arası uzaydan ve kozmik ışınlardan gelen radyasyon materyali genişleyen boşluklara hücum etti, bunun sonucunda kutup bölgelerine daha fazla madde ve enerji girerek kutup başlıklarının daha fazla ısınmasına yol açabilir.

Jeomanyetik koordinatlar (McIlwain koordinatları)

Kozmik ışın fiziği, jeomanyetik alanda, bilim adamı Carl McIlwain'in adını taşıyan belirli koordinatları yaygın olarak kullanır ( Carl McIlwain), manyetik alandaki parçacık hareketinin değişmezlerine dayandıkları için bunların kullanımını öneren ilk kişi oydu. Bir çift kutuplu alandaki bir nokta iki koordinatla (L, B) karakterize edilir; burada L, manyetik kabuk veya McIlwain parametresidir. L kabuğu, L değeri, McIlwain L parametresi ), B - manyetik alan indüksiyonu (genellikle G cinsinden). Manyetik kabuğun parametresi genellikle, gerçek manyetik kabuğun jeomanyetik ekvator düzleminde Dünya'nın merkezinden ortalama mesafesinin Dünya'nın yarıçapına oranına eşit olan L değeri olarak alınır. .

Araştırmanın tarihi

Mıknatıslanmış nesnelerin belirli bir yönde konumlandırılabilme yeteneği, birkaç bin yıl önce Çinliler tarafından biliniyordu.

1544 yılında Alman bilim adamı Georg Hartmann manyetik eğimi keşfetti. Manyetik eğim, Dünya'nın manyetik alanının etkisi altında iğnenin yatay düzlemden aşağıya veya yukarıya doğru saptığı açıdır. Manyetik ekvatorun kuzeyindeki yarımkürede (coğrafi ekvatorla çakışmayan), okun kuzey ucu güneyde aşağıya doğru sapar - bunun tersi de geçerlidir. Manyetik ekvatorun kendisinde, manyetik alan çizgileri Dünya yüzeyine paraleldir.

Mıknatıslanmış nesnelerin bu tür davranışlarına neden olan Dünya'nın manyetik alanının varlığına ilişkin ilk varsayım, İngiliz hekim ve doğa filozofu William Gilbert tarafından yapılmıştır. William Gilbert) 1600 yılında “Mıknatıs Üzerine” (“De Magnete”) adlı kitabında, manyetik cevher topu ve küçük bir demir okla yapılan bir deneyi anlattı. Gilbert, Dünyanın büyük bir mıknatıs olduğu sonucuna vardı. İngiliz gökbilimci Henry Gellibrand'ın gözlemleri. Henry Gellibrand) jeomanyetik alanın sabit olmadığını, yavaş yavaş değiştiğini gösterdi.

Manyetik iğnenin kuzey-güney yönünden saptığı açıya manyetik sapma denir. Christopher Columbus, manyetik sapmanın sabit kalmadığını, coğrafi koordinatlardaki değişikliklerle değiştiğini keşfetti. Columbus'un keşfi, Dünya'nın manyetik alanıyla ilgili yeni bir çalışmaya ivme kazandırdı: denizciler bu konuda bilgiye ihtiyaç duyuyordu. 1759'da Rus bilim adamı M.V. Lomonosov, "Deniz Rotasının Büyük Doğruluğu Üzerine Söylem" adlı raporunda pusula okumalarının doğruluğunu artırmak için değerli tavsiyeler verdi. Karasal manyetizmayı incelemek için M.V. Lomonosov, sistematik manyetik gözlemlerin gerçekleştirileceği kalıcı noktalardan (gözlemevleri) oluşan bir ağ düzenlenmesini önerdi; Bu tür gözlemlerin denizde geniş çapta yapılması gerekmektedir. Lomonosov'un manyetik gözlemevleri düzenleme fikri yalnızca 60 yıl sonra Rusya'da gerçekleşti.

1831'de İngiliz kutup kaşifi John Ross, Kanada takımadalarındaki manyetik kutbu keşfetti; manyetik iğnenin dikey konumda olduğu, yani eğimin 90° olduğu bölge. 1841'de James Ross (John Ross'un yeğeni), Antarktika'da bulunan dünyanın diğer manyetik kutbuna ulaştı.

Carl Gauss (Almanca) Carl Friedrich Gauss) Dünya'nın manyetik alanının kökeni hakkında bir teori ortaya koydu ve 1839'da bunun ana kısmının Dünya'dan çıktığını ve değerlerindeki küçük, kısa sapmaların nedeninin dış ortamda aranması gerektiğini kanıtladı.

Ayrıca bakınız

• Intermıknatıs ( İngilizce)

Notlar

Edebiyat

• Sivukhin D.V. Genel fizik dersi. - Ed. 4. basmakalıp. - M.: Fizmatlit; MIPT yayınevi, 2004. - T. III. Elektrik. - 656 sn. - ISBN 5-9221-0227-3; ISBN 5-89155-086-5.
• Koshkin N.I., Shirkevich M.G. Temel fizik el kitabı. - M.: Bilim, 1976.
• N. V. Koronovsky Dünyanın jeolojik geçmişinin manyetik alanı. Soros Eğitim Dergisi, N5, 1996, s. 56-63

Bağlantılar

1600'den 1995'e kadar Dünya'nın manyetik kutuplarının yer değiştirme haritaları

Konuyla ilgili diğer bilgiler

• Dünyanın jeolojik tarihinde manyetik alanın tersine çevrilmesi
• Manyetik alanın tersine çevrilmesinin iklim ve Dünya üzerindeki yaşamın evrimi üzerindeki etkisi

Wikimedia Vakfı. 2010.

Diğer sözlüklerde “Dünyanın manyetik alanı”nın ne olduğuna bakın:

Mesafelere mi? 3R= (R= Dünyanın yarıçapı) yaklaşık olarak alan kuvvetine sahip, düzgün mıknatıslanmış bir topun alanına karşılık gelir mi? Dünyanın manyetik kutuplarında 55 7 A/m (0,70 Oe) ve manyetik ekvatorda 33,4 A/m (0,42 Oe). 3R mesafelerde manyetik alan... ... Büyük Ansiklopedik Sözlük

Dünyanın manyetizma gücünün bulunduğu yer küre etrafındaki alan. Dünyanın manyetik alanı, kuvvet vektörü, manyetik eğim ve manyetik sapma ile karakterize edilir. EdwART. Açıklayıcı Deniz Sözlüğü, 2010 ... Deniz Sözlüğü

Manyetizma gibi bir fenomen insanlık tarafından çok uzun zamandır bilinmektedir. Adını Küçük Asya'da bulunan Magnetia şehrinden almıştır. Orada büyük miktarda demir cevheri keşfedildi. Benzersiz olanların ilk sözlerine, yaklaşık olarak M.Ö. 1. yüzyılda “Şeylerin Doğası Üzerine” şiirinde bunu yazan Titus Lucretius Cara'nın eserlerinde rastlayabiliriz.

Antik çağlardan beri insanlar demir cevherinin eşsiz özelliklerinden faydalanmışlardır. Eylemi metallerin çekimine dayanan en yaygın cihazlardan biri pusulaydı. Artık basit mıknatıslar ve elektromıknatıslar kullanmayacak çeşitli endüstrileri hayal etmek çok zor.

Dünyanın manyetik alanı, gezegeni çevreleyen ve onu radyoaktif radyasyonun zararlı etkilerinden koruyan alandır.Bilim adamları hala bu alanın kökeni hakkında tartışıyorlar. Ancak çoğu, gezegenimizin merkezinin sıvı bir dış ve katı bir iç bileşene sahip olması nedeniyle ortaya çıktığına inanıyor. Dönme sırasında çekirdeğin sıvı kısmı hareket eder, yüklü elektrik parçacıkları hareket eder ve manyetik alan adı verilen bir alan oluşur.

Dünyanın manyetik alanına manyetosfer de denir. “Manyetizma” kavramı doğanın kapsamlı ve küresel bir özelliğidir. Şu anda, güneş ve karasal yerçekimine ilişkin tamamen eksiksiz bir teori oluşturmak imkansızdır, ancak bilim zaten birçok şeyi anlamaya çalışıyor ve bu karmaşık olgunun çeşitli yönlerine ilişkin oldukça ikna edici açıklamalar vermeyi başarıyor.

Son zamanlarda bilim adamları ve sıradan vatandaşlar, Dünya'nın manyetik alanının yavaş yavaş etkisini zayıflattığı gerçeğinden büyük endişe duyuyorlar. Son 170 yılda manyetik alanın giderek zayıfladığı bilimsel olarak kanıtlanmıştır. Bu sizi düşündürüyor çünkü Dünyayı ve yaban hayatını güneş ışınlarının korkunç radyasyon etkilerinden koruyan bir çeşit kalkan. kutuplara doğru uçan tüm bu parçacıkların akışına direnir. Tüm bu akışlar, kutuplardaki atmosferin üst katmanında oyalanarak harika bir fenomen olan kuzey ışıklarını oluşturur.

Dünyanın manyetik alanı aniden kaybolursa veya önemli ölçüde zayıflarsa, gezegendeki her şey kozmik ve güneş radyasyonunun doğrudan etkisi altında olacaktır. Bu da radyasyon hastalıklarına ve tüm canlı organizmaların zarar görmesine yol açacaktır. Böyle bir felaketin sonucu korkunç mutasyonlar veya tam ölüm olacaktır. Böyle bir gelişmenin pek olası olmadığını görmek bizi çok rahatlattı.

Paleomagnetologlar, manyetik alanın sürekli salındığı ve bu tür salınımların periyodunun değiştiği konusunda oldukça güvenilir veriler sağlayabildiler. Ayrıca alan dalgalanmalarının yaklaşık bir eğrisini derlediler ve şu anda alanın alçalan bir konumda olduğunu ve birkaç bin yıl daha azalmaya devam edeceğini buldular. Daha sonra 4 bin yıl boyunca yeniden yoğunlaşmaya başlayacak. Manyetik alan çekiminin son maksimum değeri mevcut dönemin başında meydana geldi. Bu istikrarsızlığın nedenleri çeşitli şekillerde ileri sürülmektedir ancak bu konuda spesifik bir teori bulunmamaktadır.

Birçok manyetik alanın canlı organizmalar üzerinde olumsuz etkisi olduğu uzun zamandır bilinmektedir. Örneğin hayvanlar üzerinde yapılan deneyler, dış manyetik alanın gelişimi geciktirebildiğini, hücre büyümesini yavaşlatabildiğini ve hatta kanın bileşimini değiştirebildiğini göstermiştir. Bu nedenle hava durumuna bağımlı kişilerin sağlığının bozulmasına yol açarlar.

İnsanlar için, Dünya'nın güvenli manyetik alanı, güç değeri 700 Oersted'i geçmeyen bir alandır. Dünyanın manyetik alanının kendisinden değil, herhangi bir radyo ve elektrikli cihazın çalışması sırasında oluşan elektromanyetik alanlardan bahsettiğimizi belirtmekte fayda var.

Dünyanın manyetik alanının insanlar üzerindeki etkisi sürecinin fiziksel tarafı hala tam olarak belli değil. Ancak bunun bitkileri etkilediğini bulmayı başardık: tohumların çimlenmesi ve daha fazla büyümesi doğrudan manyetik alana göre ilk yönelimlerine bağlıdır. Üstelik değişimi bitkinin gelişimini hızlandırabilir veya yavaşlatabilir. Bir gün bu mülkün tarımda kullanılması mümkündür.

Dünya onun çekim gücüdür. Bazı yerlerde değişiklik gösteriyor ama ortalama 0,5 oersted. Bazı yerlerde (sözde gerginlik 2E'ye çıkar.

Son günlerde bilimsel bilgi sitelerinde Dünya'nın manyetik alanıyla ilgili çok sayıda haber yer alıyor. Örneğin, son zamanlarda önemli ölçüde değiştiğine veya manyetik alanın dünya atmosferinden oksijen sızıntısına katkıda bulunduğuna veya hatta meralardaki ineklerin manyetik alan çizgileri boyunca yönlendirildiğine dair haberler. Manyetik alan nedir ve tüm bu haberler ne kadar önemlidir?

Dünyanın manyetik alanı, gezegenimizin etrafında manyetik kuvvetlerin etki ettiği alandır. Manyetik alanın kökeni sorunu henüz tam olarak çözülmedi. Ancak çoğu araştırmacı, Dünya'nın manyetik alanının varlığının en azından kısmen çekirdeğinden kaynaklandığı konusunda hemfikirdir. Dünyanın çekirdeği katı bir iç kısım ve sıvı bir dış kısımdan oluşur. Dünyanın dönmesi sıvı çekirdekte sabit akımlar yaratır. Okuyucunun fizik derslerinden hatırlayacağı gibi, elektrik yüklerinin hareketi, etraflarında bir manyetik alanın oluşmasına neden olur.

Alanın doğasını açıklayan en yaygın teorilerden biri olan dinamo etkisi teorisi, çekirdekteki iletken bir sıvının konvektif veya türbülanslı hareketlerinin alanın kendi kendini uyarmasına ve sabit bir durumda kalmasına katkıda bulunduğunu varsayar.

Dünya manyetik bir dipol olarak düşünülebilir. Güney kutbu coğrafi Kuzey Kutbu'nda, kuzey kutbu ise sırasıyla Güney Kutbu'ndadır. Aslında Dünya'nın coğrafi ve manyetik kutupları sadece “yön” açısından örtüşmüyor. Manyetik alan ekseni Dünya'nın dönme eksenine göre 11,6 derece eğiktir. Fark çok önemli olmadığından pusula kullanabiliriz. Oku, tam olarak Dünya'nın Güney Manyetik Kutbu'nu ve neredeyse tam olarak Kuzey Coğrafi Kutbu'nu işaret ediyor. Pusula 720 bin yıl önce icat edilmiş olsaydı hem coğrafi hem de manyetik kuzey kutuplarını gösterirdi. Ancak bunun hakkında daha fazlası aşağıda.

Manyetik alan, Dünya sakinlerini ve yapay uyduları kozmik parçacıkların zararlı etkilerinden korur. Bu parçacıklar örneğin iyonize (yüklü) güneş rüzgarı parçacıklarını içerir. Manyetik alan, parçacıkları alan çizgileri boyunca yönlendirerek hareketlerinin yörüngesini değiştirir. Yaşamın varlığı için manyetik alanın gerekliliği, potansiyel olarak yaşanabilir gezegenlerin aralığını daraltır (varsayımsal olarak olası yaşam formlarının dünya sakinlerine benzer olduğu varsayımından yola çıkarsak).

Bilim insanları, bazı karasal gezegenlerin metalik bir çekirdeğe sahip olmadığı ve dolayısıyla manyetik alandan yoksun olduğu ihtimalini göz ardı etmiyor. Şimdiye kadar, Dünya gibi katı kayadan oluşan gezegenlerin üç ana katman içerdiği düşünülüyordu: katı kabuk, viskoz manto ve katı veya erimiş demir çekirdek. Yakın tarihli bir makalede, Massachusetts Teknoloji Enstitüsü'nden bilim adamları, çekirdeği olmayan "kayalık" gezegenlerin oluşumunu önerdiler. Araştırmacıların teorik hesaplamaları gözlemlerle doğrulanırsa, o zaman Evrende insansılarla karşılaşma olasılığını veya en azından bir biyoloji ders kitabındaki resimlere benzeyen bir şeyi hesaplamak için bunları yeniden yazmak gerekecektir.

Dünyalılar manyetik korumalarını da kaybedebilir. Doğru, jeofizikçiler bunun tam olarak ne zaman olacağını henüz söyleyemezler. Gerçek şu ki, Dünya'nın manyetik kutupları sabit değildir. Periyodik olarak yer değiştirirler. Kısa bir süre önce araştırmacılar, Dünya'nın kutupların tersine dönmesini "hatırladığını" buldu. Bu tür "anıların" analizi, son 160 milyon yılda manyetik kuzey ve güneyin yaklaşık 100 kez yer değiştirdiğini gösterdi. Bu olay en son yaklaşık 720 bin yıl önce meydana geldi.

Kutupların değişmesine manyetik alanın konfigürasyonunda bir değişiklik eşlik eder. "Geçiş dönemi" sırasında, canlı organizmalar için tehlikeli olan çok daha fazla kozmik parçacık Dünya'ya nüfuz eder. Dinozorların yok oluşunu açıklayan hipotezlerden biri, dev sürüngenlerin tam da bir sonraki kutup değişimi sırasında neslinin tükendiği yönünde.

Araştırmacılar, kutupları değiştirmeye yönelik planlanan faaliyetlerin "izlerine" ek olarak, Dünya'nın manyetik alanında tehlikeli değişimler de fark ettiler. Birkaç yıldaki durumuna ilişkin verilerin analizi, son aylarda başına bazı şeyler gelmeye başladığını gösterdi. Bilim adamları çok uzun zamandır alanın bu kadar keskin "hareketlerini" kaydetmemişti. Araştırmacıların ilgilendiği bölge Güney Atlantik Okyanusu'nda bulunuyor. Bu alandaki manyetik alanın "kalınlığı" "normal" alanın üçte birini geçmiyor. Araştırmacılar, Dünya'nın manyetik alanındaki bu "deliği" uzun zamandır fark ediyorlardı. 150 yıl boyunca toplanan veriler, buradaki alanın bu dönemde yüzde on oranında zayıfladığını gösteriyor.

Şu anda bunun insanlık için ne tür bir tehdit oluşturduğunu söylemek zor. Alan kuvvetinin zayıflamasının sonuçlarından biri, dünya atmosferindeki oksijen içeriğinde (önemsiz de olsa) bir artış olabilir. Dünyanın manyetik alanı ile bu gaz arasındaki bağlantı, Avrupa Uzay Ajansı'nın bir projesi olan Cluster uydu sistemi kullanılarak kuruldu. Bilim insanları, manyetik alanın oksijen iyonlarını hızlandırdığını ve onları uzaya “attığını” buldu.

Manyetik alanın görülmemesine rağmen Dünya sakinleri bunu iyi hissediyor. Örneğin göçmen kuşlar yollarını ona odaklanarak bulurlar. Alanı tam olarak nasıl algıladıklarını açıklayan birkaç hipotez vardır. Bunlardan sonuncusu, kuşların manyetik bir alanı algıladığını öne sürüyor. Göçmen kuşların gözündeki özel proteinler - kriptokromlar - manyetik alanın etkisi altında konumlarını değiştirebilirler. Teorinin yazarları, kriptokromların pusula görevi görebileceğine inanıyor.

Kuşların yanı sıra deniz kaplumbağaları da GPS yerine dünyanın manyetik alanını kullanıyor. Google Earth projesinin bir parçası olarak sunulan uydu fotoğraflarının analizi de inekleri gösterdi. Dünyanın 308 bölgesindeki 8.510 ineğin fotoğraflarını inceleyen bilim insanları, bu hayvanların tercihen (veya güneyden kuzeye) olduğu sonucuna vardı. Üstelik ineklerin “referans noktaları” coğrafi değil, dünyanın manyetik kutuplarıdır. İneklerin manyetik alanı algılama mekanizması ve buna verilen bu özel tepkinin nedenleri belirsizliğini koruyor.

Listelenen dikkat çekici özelliklere ek olarak manyetik alan da katkıda bulunur. Sahanın uzak bölgelerinde meydana gelen ani saha değişiklikleri sonucu ortaya çıkarlar.

Manyetik alan, “komplo teorilerinden” biri olan ay sahtekarlığı teorisinin destekçileri tarafından göz ardı edilmedi. Yukarıda da bahsettiğimiz gibi manyetik alan bizi kozmik parçacıklardan korur. "Toplanan" parçacıklar, Van Alen radyasyon kuşakları adı verilen alanın belirli kısımlarında birikir. Ay'a inişin gerçekliğine inanmayan şüpheciler, astronotların radyasyon kuşakları boyunca uçuşları sırasında öldürücü dozda radyasyon almış olacaklarına inanıyorlar.

Dünyanın manyetik alanı, fizik yasalarının şaşırtıcı bir sonucu, koruyucu bir kalkan, bir dönüm noktası ve auroraların yaratıcısıdır. Eğer öyle olmasaydı Dünya'daki yaşam tamamen farklı görünebilirdi. Genel olarak manyetik alan olmasaydı icat edilmesi gerekirdi.