magnetosféra chrání povrch Země před nabitými částicemi slunečního větru a je generován elektrický proud se nachází v mnoha různých částech Země. Je stlačena na denní (sluneční) straně kvůli síle přicházejících částic a prodloužena na noční straně. (Obrázek není v měřítku.)

rozdíl mezi magnetickým severem a „pravda“ severní.

magnetické pole Země (a na povrchu magnetické pole) je přibližně magnetický dipól s magnetickým polem S. pole v blízkosti Země je zeměpisný severní pól (viz Magnetický Severní Pól) a jiné magnetické pole N pólu v blízkosti Země je zeměpisný jižní pól (viz Magnetický Jižní Pól). Díky tomu je kompas použitelný pro navigaci. Příčinu pole lze vysvětlit teorií Dynama. Magnetické pole se nekonečně rozšiřuje, i když oslabuje se vzdáleností od svého zdroje. Magnetické pole Země, také volal geomagnetického pole, které účinně rozkládá několik desítek tisíc kilometrů do vesmíru, tvoří Zemské magnetosféry. Paleomagnetická studie australského červeného dacitu a čediče polštáře odhaduje, že magnetické pole je staré nejméně 3, 5 miliardy let.

• 1 Význam
• 2 Magnetické póly a magnetický dipól
• 3 Pole vlastnosti
• 4 změny Magnetického pole
• 5 Magnetické pole zvraty
• 6 Magnetické pole, detekce
• 7 Poznámky
• 8 Externí odkazy

Důležité

Simulace interakce mezi magnetickým polem Země a meziplanetárního magnetického pole.

Země je do značné míry chráněn před slunečním větrem, proudem energetické nabité částice vycházející ze Slunce, jeho magnetické pole, které vychyluje nejvíce nabitých částic. Některé nabité částice ze slunečního větru jsou zachyceny v radiačním pásu Van Allen. Menší počet částic ze slunečního větru podaří cestovat, jako by na elektromagnetické energie přenosové linky, aby Země je horní atmosféra a ionosféra v aurorální zóny. Jediný čas, kdy je sluneční vítr pozorovatelný na Zemi, je, když je dostatečně silný, aby produkoval jevy, jako je aurora a geomagnetické bouře. Jasná polární záře silně tepla ionosféry, což způsobuje jeho plazmatické rozšířit do magnetosféry, čímž se zvyšuje velikost plazmová geosférickou, a způsobuje únik atmosférické hmoty do sluneční vítr. Geomagnetické bouře výsledek, když tlak plazmatu jsou obsaženy uvnitř magnetosféry je dostatečně velký, aby nafouknout a tím narušení geomagnetického pole.

sluneční vítr je zodpovědný za celkový tvar magnetosféry Země, a výkyvy v jeho rychlosti, hustoty, směru a aplikované magnetické pole silně ovlivňují Zemské místní kosmického prostředí. Například, úrovně ionizujícího záření a rádiové rušení může lišit podle faktorů stovky až tisíce, a tvar a umístění magnetopause a luk rázové vlny proti proudu to může změnit o několik poloměrů Země, vystavovat geosynchronous satelity, aby přímé sluneční vítr. Tyto jevy se souhrnně nazývají vesmírné počasí. Mechanismus atmosférického stripování je způsoben zachycením plynu v bublinách magnetického pole, které jsou ošizeny slunečními větry. Rozdíly v síle magnetického pole byly korelovány s kolísáním srážek v tropech.

Magnetické póly a magnetický dipól

Magnetické deklinace z true north v roce 2000.

Magnetické deklinace z true north v roce 1700

pozice magnetické póly mohou být definovány ve dvou směrech.

často je magnetický (dip) pól považován za bod na zemském povrchu, kde je magnetické pole zcela svislé. Dalším způsobem, jak to říci, je, že sklon zemského pole je 90° na severním magnetickém pólu a -90° na jižním magnetickém pólu. Na magnetickém pólu, kompas držený v horizontální rovině ukazuje náhodně, zatímco jinak ukazuje téměř na severní magnetický pól nebo od jižního magnetického pólu, i když existují místní odchylky. Oba póly putují nezávisle na sobě a nejsou na přímo opačných pozicích na zeměkouli. Magnetický dip pól může rychle migrovat, pozorování až 40 km za rok bylo provedeno pro severní magnetický pól.

magnetické pole Země může být těsně aproximováno polem magnetického dipólu umístěného blízko středu Země. Orientace dipólu je definována osou. Dvě polohy, kde osa dipólu, která nejlépe odpovídá geomagnetickému poli, protíná zemský povrch, se nazývají severní a Jižní geomagnetické póly. Pro nejlepší přizpůsobení by měl být dipól představující geomagnetické pole umístěn asi 500 km od středu Země. To způsobuje, že vnitřní radiační pás se v jižním Atlantickém oceánu snižuje, kde je povrchové pole nejslabší, což vytváří to, co se nazývá anomálie jižního Atlantiku.

Pokud by magnetické pole Země bylo dokonale dipolární, geomagnetické a magnetické dip póly by se shodovaly. Nicméně, významné non-dipolárních podmínky v přesný popis geomagnetického pole způsobit pozici dvě pole typů na různých místech.

Pole vlastnosti

síla pole na zemském povrchu se pohybuje od méně než 30 microteslas (0.3 gauss) v oblasti, včetně většiny z Jižní Ameriky a Jižní Afriky, více než 60 microteslas (0.6 gauss) kolem magnetických pólů v severní Kanadě a na jihu Austrálie a v části Sibiře. Průměrná síla magnetického pole ve vnějším jádru Země byla měřena na 25 Gauss, 50krát silnější než magnetické pole na povrchu.

pole je podobné jako u tyčového magnetu. Magnetické pole Země je většinou způsobeno elektrickými proudy v kapalném vnějším jádru. Zemské jádro je teplejší než 1043 K, což je teplota Curieova bodu, nad kterou se mění orientace Spinů uvnitř železa. Taková randomizace způsobuje, že látka ztrácí svou magnetizaci.

Konvekce roztaveného železa ve vnější tekuté jádro, spolu s Coriolisův efekt způsobený celkovou planetární rotace, má tendenci se organizovat tyto „elektrické proudy“ v rolích zarovnán podél severo-jižní polární osy. Při vedení toků tekutiny přes existující magnetické pole jsou indukovány elektrické proudy, což zase vytváří další magnetické pole. Když toto magnetické pole posiluje původní magnetické pole, vytvoří se dynamo, které se udržuje. Tomu se říká teorie Dynama a vysvětluje, jak je udržováno magnetické pole Země.

dalším znakem, který magneticky odlišuje zemi od tyčového magnetu, je její magnetosféra. Ve velkých vzdálenostech od planety to dominuje povrchovému magnetickému poli. Elektrické proudy indukované v ionosféře také vytvářejí magnetická pole. Takové pole je vždy generováno poblíž místa, kde je atmosféra nejblíže Slunci, což způsobuje každodenní změny, které mohou vychýlit povrchové magnetické pole až o jeden stupeň. Typická denní variace intenzity pole jsou o 25 nanoteslas (nT) (tj. ~ 1:2,000), s variacemi v průběhu několika sekund, obvykle okolo 1 nT (tj. ~ 1:50,000).

změny Magnetického pole

Geomagnetické variace od poslední zvrat.

proudy v jádru Země, které vytvářejí její magnetické pole, začali alespoň 3,450 miliony lety.

Magnetometry detekovat nepatrné odchylky v magnetickém poli Země způsobené železné artefakty, pece, některé typy kamenných struktur, a dokonce i příkopy a middens v archeologických geofyziky. Pomocí magnetických nástrojů přizpůsobených detektorům vzdušných magnetických anomálií vyvinutých během druhé světové války k detekci ponorek byly zmapovány magnetické variace na dně oceánu. Čedič-sopečná hornina bohatá na železo tvořící oceánské dno-obsahuje silně magnetický minerál (magnetit) a může lokálně zkreslovat hodnoty kompasu. Zkreslení bylo uznáno islandskými námořníky již koncem 18. století. Důležitější, protože přítomnost magnetitu dává čedičové měřitelné magnetické vlastnosti, tyto magnetické variace poskytly další prostředky ke studiu hlubokého oceánského dna. Když se nově vytvořená hornina ochladí, takové magnetické materiály zaznamenávají magnetické pole Země.

zemská magnetosféra je často zasažena slunečními erupcemi způsobujícími geomagnetické bouře, které vyvolávají projevy polární záře. Krátkodobá nestabilita magnetického pole se měří pomocí k-indexu.

nedávno byly detekovány úniky v magnetickém poli, které interagují se slunečním větrem slunce způsobem opačným než původní hypotéza. Během slunečních bouří by to mohlo mít za následek rozsáhlé výpadky a narušení umělých družic.

Viz též magnetická anomálie

zvraty magnetického pole

na Základě studie z lávových proudů čediče po celém světě, bylo navrženo, že Zemské magnetické pole obrátí v pravidelných intervalech, v rozmezí od desítek tisíc až miliony let, s průměrným intervalem přibližně 300 000 let. Nicméně, poslední taková událost, volal Brunhes–Matuyama obrácení, je pozorováno, že došlo k nějaké 780,000 lety.

neexistuje jasná teorie o tom, jak mohlo dojít k geomagnetickým zvratům . Někteří vědci vytvořili modely pro jádro Země, kde magnetické pole je pouze kvazi-stabilní a poláci mohou samovolně přejít z jednoho orientace na druhý v průběhu několika set až několika tisíc let. Další vědci navrhují, že geodynamo nejprve vypne, a to buď spontánně nebo prostřednictvím nějaké externí akce, jako je dopad komety, a pak se sám restartuje s magnetickým „Severní“ pól ukazuje buď na Sever nebo na Jih. Vnější události pravděpodobně nebudou rutinními příčinami zvratů magnetického pole kvůli nedostatečné korelaci mezi věkem kráterů nárazu a načasováním zvratů. Bez ohledu na příčinu, když magnetické pole vyletí z jedné polokoule na druhou, to je známo jako obrat, vzhledem k tomu, že dočasný dipól tilt variace, které se dipólu přes rovník a pak zpět na původní polarity jsou známé jako zájezdy.

Studie z lávových proudů na Steens Mountain, Oregon, naznačují, že magnetické pole může mít posunul ve výši až 6 stupňů za den v určitém čase v historii Země, což výrazně zpochybňuje populární pochopení toho, jak magnetické pole Země funguje.

Paleomagnetické studie, jako jsou tyto, obvykle sestávají z měření zbytkové magnetizace vyvřelé horniny ze sopečných událostí. Sedimenty položené na dně oceánu se orientují s místním magnetickým polem, což je signál, který lze zaznamenat, když ztuhnou. Ačkoli ložiska vyvřelé horniny jsou většinou paramagnetické, obsahují stopy ferri – a antiferomagnetické materiály ve formě oxidů železa, což jim dává schopnost vlastnit zbytkovou magnetizaci. Ve skutečnosti je tato charakteristika zcela běžná v mnoha dalších typech hornin a sedimentů nalezených po celém světě. Jedním z nejběžnějších z těchto oxidů nalezených v přírodních horninových ložiscích je magnetit.

Jako příklad toho, jak této vlastnosti vyvřelých hornin nám umožňuje určit, že pole Země obrátil v minulosti, zvažte měření magnetismu přes vyvýšeniny oceánu. Předtím, než magma opustí plášť skrz trhlinu, je při extrémně vysoké teplotě, nad Curieovou teplotou jakéhokoli oxidu železnatého, který může obsahovat. Láva začne vychladnout a ztuhnout, jakmile vstoupí do oceánu, což umožňuje tyto železných oxidů, aby nakonec získat jejich magnetické vlastnosti, zejména schopnost udržet zbytek magnetizace. Za předpokladu, že pouze magnetické pole přítomné na těchto místech je, že přidružené Země sama, to zpevnil rock zmagnetizuje ve směru geomagnetického pole. I když síla pole je poměrně slabé a obsahu železa typické vzorky hornin je malý, relativně malý zbytek magnetizace vzorků je v řešení moderních magnetometrů. Věk a magnetizace ztuhlých lávových vzorků pak lze měřit, aby se určila orientace geomagnetického pole během starověkých období.

Magnetické pole, detekce

Odchylky magnetického pole modelu z naměřených dat, data vytvořená satelity s citlivé magnetometry

Země je intenzita magnetického pole byla měřena Carl Friedrich Gauss v roce 1835 a byl opakovaně měřen od té doby, což ukazuje na relativní úpadek o 10% za posledních 150 let. Družice Magsat a pozdější satelity používaly 3-osé vektorové magnetometry ke zkoumání 3-D struktury magnetického pole Země. Pozdější satelit Ørsted umožnil srovnání indikující dynamické geodynamo v akci, které zřejmě vede k alternativnímu pólu pod Atlantským oceánem západně od S.Afriky.

vlády někdy provozují jednotky, které se specializují na měření magnetického pole Země. Tyto jsou geomagnetické observatoře, typicky součást národního Geologického Průzkumu, například British Geological Survey je Eskdalemuir Observatoře. Takové observatoře mohou měřit a předpovídat magnetické podmínky, které někdy ovlivňují komunikaci, elektrickou energii a další lidské činnosti. (Viz magnetická bouře.)

Mezinárodní Real-time Magnetické Observatoře Sítě, s více než 100 propojené geomagnetických observatoří po celém světě bylo nahrávání zemské magnetické pole od roku 1991.

armáda určuje lokální charakteristiky geomagnetického pole, aby zjistila anomálie v přirozeném pozadí, které by mohly být způsobeny významným kovovým předmětem, jako je ponořená ponorka. Typicky, tyto detektory magnetických anomálií jsou létány v letadlech, jako je britský Nimrod, nebo vlečeny jako nástroj nebo řada nástrojů z povrchových lodí.

komerčně geofyzikální průzkumné společnosti také používají magnetické detektory k identifikaci přirozeně se vyskytujících anomálií z rudných těles, jako je Kurská magnetická anomálie.

zvířata včetně ptáků a želv mohou detekovat magnetické pole Země a používat pole k navigaci během migrace. Krávy a jeleny, mají tendenci sladit své tělo sever-jih, zatímco relaxační, ale ne, když jsou zvířata pod vedení vysokého napětí, což vede badatele k domněnce, magnetismus je zodpovědný.

Seismo-elektromagnetika je oblast výzkumu zaměřená na predikci zemětřesení.

Poznámky

Wikimedia Commons has media related: Magnetické pole země

• William J. Broad, Bude Kompas ukazuje na Jih?. New York Times, 13. Července 2004.
• John Roach, proč se magnetické pole Země otáčí?. National Geographic, 27. Září 2004.
• Když sever jde na jih. Projekty ve vědeckých výpočtech, 1996.
• 3D Earth Magnetic Field Charged-Particle Simulator. Nástroj určený pro 3d simulaci nabitých částic v magnetosféře..
• velký Magnet, Země, historie objevu magnetického pole Země Davidem P. Sternem.
• Průzkum Magnetosféry Země, Vzdělávací webové stránky, David P. Stern a Mauricio Peredo