Articles

A föld mágneses mezeje

by admin

A magnetoszféra pajzs a Föld felszínén a töltött részecskék a napszél, s ez által termelt elektromos áram található számos különböző részein a Földön. A nap (nap) oldalán összenyomódik az érkező részecskék ereje miatt, az éjszakai oldalon pedig meghosszabbodik. (A kép nem méretezhető.)

a mágneses észak és az” igaz ” Észak közötti eltérés.

a Föld mágneses mezője (és a felszíni mágneses mező) körülbelül egy mágneses dipólus, a mágneses mező s pólusa a Föld földrajzi északi pólusa közelében (lásd mágneses északi pólus), a másik mágneses mező N pólusa a Föld földrajzi déli pólusa közelében (lásd mágneses déli pólus). Ez teszi az iránytű használható navigációhoz. A mező oka a dinamó elméletével magyarázható. A mágneses mező végtelenül kiterjed, bár a forrásától való távolsággal gyengül. A Föld mágneses mezője, más néven geomágneses mező, amely hatékonyan több tízezer kilométert terjeszt az űrbe, képezi a Föld magnetoszféráját. Az ausztrál vörös dacit és a párnás bazalt paleomágneses vizsgálata a mágneses mezőt legalább 3,5 milliárd évre becsülte.

  • 1 Fontosságát
  • 2 Mágneses pólusok mágneses dipólus
  • 3 Mező jellemzők
  • 4 Mágneses mező variációk
  • 5 Mágneses mező feloldására
  • 6 Mágneses érzékelő
  • 7 Megjegyzések
  • 8 Külső hivatkozások

Fontos

Lásd még: napszél

Szimuláció a kölcsönhatás Föld mágneses mezőt, majd a bolygóközi mágneses mező.

a Földet nagymértékben védi a napszél, a Napból származó energikus töltött részecskék áramlása, mágneses mezője, amely a töltött részecskék nagy részét elhajolja. A napszél töltött részecskéinek egy része a Van Allen sugárzási övbe van zárva. A napszél részecskéinek kisebb száma, mintha egy elektromágneses energiaátviteli vonalon haladna, a föld felső légkörébe és az aurorális zónákban lévő ionoszférába. A napszél csak akkor figyelhető meg a földön, ha elég erős ahhoz, hogy olyan jelenségeket hozzon létre, mint az aurora és a geomágneses viharok. Fényes auroras erősen hő az ionoszféra, ami a plazma, hogy bővítse a magnetoszféra, méretének növelése a plazma geosphere, valamint okoz menekülés a légköri számít bele a napszél. A geomágneses viharok akkor következnek be, amikor a magnetoszférában található plazmák nyomása elég nagy ahhoz, hogy felfújódjon, ezáltal torzítsa a geomágneses mezőt.

a napszél felelős a Föld magnetoszférájának általános alakjáért, sebességének, sűrűségének, irányának és beakadt mágneses mezőjének ingadozása pedig erősen befolyásolja a Föld helyi űrkörnyezetét. Például az ionizáló sugárzás és a rádióinterferencia szintje több száz-ezer tényezőtől függően változhat; a magnetopauza és az orr lökéshullám alakja és elhelyezkedése pedig több Földsugárral változhat, a geoszinkron műholdak közvetlen napsugárzásnak vannak kitéve. Ezeket a jelenségeket együttesen űridőnek nevezik. A légköri Sztrippelés mechanizmusát az okozza, hogy a gáz mágneses mező buborékokba kerül, amelyeket a napszél letép. A mágneses tér erősségének változása korrelált a trópusokon belüli csapadékváltozással.

mágneses pólusok és mágneses dipólus

főbb cikkek: északi mágneses pólus és déli mágneses pólus

mágneses deklináció igaz északról 2000.

Mágneses deklináció igaz északra az 1700

a pozíciókat A mágneses pólusok lehet meghatározni, legalább két szempontból.

gyakran a mágneses (dip) pólust a Föld felszínén olyan pontnak tekintik, ahol a mágneses mező teljesen függőleges. Ennek másik módja az, hogy a Föld mezőjének dőlése az északi mágneses póluson 90°, a déli mágneses póluson pedig -90°. Egy mágneses pólusnál a vízszintes síkban tartott iránytű véletlenszerűen mutat, míg egyébként közel az északi mágneses pólusra vagy a déli mágneses pólusra mutat, bár helyi eltérések léteznek. A két pólus egymástól függetlenül vándorol, és nincsenek közvetlenül ellentétes pozíciókban a világon. A mágneses pólus gyorsan vándorolhat, évente akár 40 km-t is megfigyeltek az északi mágneses pólusra.

a Föld mágneses mezője közelíthető a Föld középpontja közelében elhelyezett mágneses dipólus mezőjével. A dipólus orientációját egy tengely határozza meg. A két pozíciót, ahol a geomágneses mezőhöz legjobban illeszkedő dipólus tengelye metszi a Föld felszínét, északi és Déli geomágneses pólusoknak nevezzük. A legjobb illeszkedés érdekében a geomágneses mezőt ábrázoló dipólust körülbelül 500 km-re kell elhelyezni a Föld középpontjától. Ez azt okozza, hogy a belső sugárzási öv alacsonyabb az Atlanti-óceán déli részén, ahol a felszíni mező a leggyengébb, ami az úgynevezett Dél-Atlanti anomáliát hozza létre.

Ha a Föld mágneses mezője tökéletesen dipoláris lenne, a geomágneses és mágneses dip pólusok egybeesnének. A geomágneses mező pontos leírásában azonban jelentős, nem dipoláris kifejezések okozzák a két pólustípus helyzetét különböző helyeken.

Terepjellemzők

a Föld felszínén található mező erőssége kevesebb, mint 30 mikrotestől (0,3 gauss) terjed egy olyan területen, amely Dél-Amerika és Dél-Afrika nagy részét is magában foglalja, több mint 60 mikrotestelig (0.6 gauss) a mágneses pólusok körül Kanada északi részén és Ausztrália déli részén, valamint Szibéria egy részén. A Föld külső magjának átlagos mágneses térerősségét 25 Gauss-ra mértük, 50-szer erősebbnek, mint a felszín mágneses mezője.

a mező hasonló a bármágneséhez. A Föld mágneses mezőjét leginkább a folyékony külső mag elektromos áramai okozzák. A Föld magja melegebb, mint 1043 K, a Curie-pont hőmérséklete, amely felett a vason belüli pörgetések orientációi randomizálódnak. Az ilyen randomizáció miatt az anyag elveszíti mágnesezését.

az olvadt vas konvekciója a külső folyadékmagban, valamint a teljes bolygó forgása által okozott Coriolis-effektus, hajlamos megszervezni ezeket az “elektromos áramokat” az északi-déli sarki tengely mentén elhelyezkedő tekercsekben. Amikor a folyadék áramlik egy meglévő mágneses mezőn, elektromos áramok indukálódnak, ami viszont egy másik mágneses mezőt hoz létre. Amikor ez a mágneses mező megerősíti az eredeti mágneses mezőt, létrejön egy dinamó, amely fenntartja magát. Ezt nevezzük Dinamóelméletnek, amely megmagyarázza a Föld mágneses mezőjének tartósságát.

egy másik jellemző, amely mágnesesen megkülönbözteti a Földet a rúdmágnestől, a magnetoszféra. A bolygótól nagy távolságra ez uralja a felszíni mágneses mezőt. Az ionoszférában indukált elektromos áramok mágneses mezőket is generálnak. Egy ilyen mező mindig ott keletkezik, ahol a légkör a legközelebb van a Naphoz, napi változásokat okozva, amelyek akár egy fokkal is eltéríthetik a felszíni mágneses mezőket. A térerősség tipikus napi variációi körülbelül 25 nanotest (nT) (azaz ~ 1:2,000), néhány másodpercnél hosszabb variációkkal, jellemzően 1 nT körül (azaz ~ 1: 50,000).

mágneses térváltozások

geomágneses eltérések az utolsó megfordítás óta.

a Föld magjában a mágneses mezőt létrehozó áramok legalább 3,450 millió évvel ezelőtt kezdődtek.

Magnetométerek érzékeli perces eltérések a Föld mágneses mező okozza, vas tárgyak, kemencék, bizonyos típusú kő szerkezetek, sőt, árkok, valamint middens régészeti geofizika. A tengeralattjárók felderítésére a második világháború alatt kifejlesztett, a levegőben lévő mágneses anomáliák detektoraiból adaptált mágneses eszközök felhasználásával az óceán fenekén lévő mágneses változatokat feltérképezték. A bazalt-az óceán fenekét alkotó vasban gazdag vulkáni kőzet-erősen mágneses ásványt (magnetitet) tartalmaz, amely lokálisan torzíthatja az iránytű leolvasását. A torzítást az izlandi tengerészek már a 18.század végén felismerték. Ennél is fontosabb, mivel a magnetit jelenléte mérhető mágneses tulajdonságokat ad a bazaltnak, ezek a mágneses variációk egy másik eszközt nyújtottak a mély óceáni padló tanulmányozásához. Amikor az újonnan kialakult szikla lehűl, az ilyen mágneses anyagok rögzítik a Föld mágneses mezőjét.

Gyakran, a Földi magnetoszféra hit által napkitörés okoz geomágneses viharok, provokáló megjeleníti a aurorae. A mágneses mező rövid távú instabilitását a K-index segítségével mérik.

a közelmúltban szivárgásokat észleltek a mágneses mezőben, amelyek kölcsönhatásba lépnek a nap napszélével az eredeti hipotézissel ellentétes módon. A napviharok idején ez nagyfokú áramkimaradást és fennakadást okozhat a mesterséges műholdakban.

Lásd még: mágneses anomália

mágneses mező megfordítása

fő cikk: Geomagnetikus megfordítása

a bazalt lávafolyamainak vizsgálata alapján az egész világon azt javasolták, hogy a Föld mágneses mezője időközönként megforduljon, tízezrektől sok millió évig, átlagosan körülbelül 300 000 éves intervallummal. Azonban az utolsó ilyen esemény, az úgynevezett Brunhes–Matuyama megfordítása, megfigyelték, hogy történt mintegy 780.000 évvel ezelőtt.

nincs egyértelmű elmélet arra vonatkozóan, hogy a geomágneses visszafordítások hogyan fordulhatnak elő . Egyes tudósok olyan modelleket készítettek a Föld magjára, amelyekben a mágneses mező csak kvázi stabil, és a pólusok spontán vándorolhatnak egyik irányból a másikba néhány száz-néhány ezer év alatt. Más tudósok azt javasolják, hogy a geodynamo először spontán módon vagy valamilyen külső hatás révén kikapcsolja magát, mint egy üstökös ütközés, majd újraindítja magát az északi vagy déli mágneses pólussal. A külső események valószínűleg nem a mágneses tér visszafordulásának rutinszerű okai, mivel nincs korreláció az ütközési kráterek kora és a visszafordítások időzítése között. Függetlenül attól, hogy az ok, amikor a mágneses pólus fejtetőre az egyik féltekén a másik ez az úgynevezett fordított, mivel ideiglenes dipól döntési variációk, amelyek a dipólus tengely az egyenlítő felett, majd vissza az eredeti polaritás ismert kirándulások.

az Oregoni Steens-hegyen a lávafolyamokról szóló tanulmányok azt mutatják, hogy a mágneses mező a Föld történetében valamikor akár napi 6 fokkal is eltolódhatott volna, ami jelentősen megkérdőjelezi a Föld mágneses mezőjének működését.

A paleomágneses vizsgálatok, mint például ezek, jellemzően a vulkáni eseményekből származó magmás kőzet maradék mágnesezésének méréseiből állnak. Az óceán fenekére fektetett üledékek a helyi mágneses mezővel orientálódnak, egy jel, amelyet fel lehet jegyezni, amikor megszilárdulnak. Bár a magmás kőzet lerakódása többnyire paramágneses, ferri – és antiferromágneses anyagok nyomait tartalmazzák vas-oxidok formájában, így képesek maradék mágnesezéssel rendelkezni. Valójában ez a jellemző meglehetősen gyakori számos más típusú kőzetek, üledékek megtalálható az egész világon. A természetes kőzetlerakódásokban található oxidok közül az egyik leggyakoribb a magnetit.

példaként arra, hogy a magmás kőzetek ezen tulajdonsága lehetővé teszi számunkra annak megállapítását, hogy a Föld mezője megfordult a múltban, fontolja meg a mágnesesség mérését az óceán gerincein. Mielőtt a magma kilépne a köpenyből egy repedésen keresztül, rendkívül magas hőmérsékleten van, bármely vas-oxid Curie hőmérséklete felett, amelyet tartalmazhat. A láva kezd lehűlni és megszilárdulni, amint belép az óceánba, lehetővé téve, hogy ezek a vas-oxidok végül visszanyerjék mágneses tulajdonságaikat, különösen a maradék mágnesezésének képességét. Feltételezve, hogy ezeken a helyeken az egyetlen mágneses mező a Földhöz kapcsolódik, ez a megszilárdult kőzet a geomágneses mező irányába mágneseződik. Bár a mező erőssége meglehetősen gyenge, a tipikus kőzetminták vastartalma kicsi, a minták viszonylag kis maradék mágnesezése jól illeszkedik a modern magnetométerek felbontásához. A megszilárdult lávaminták korát és mágnesezését ezután meg lehet mérni, hogy meghatározzuk a geomágneses mező tájolását az ősi korszakokban.

Mágneses érzékelő

Eltérés a mágneses mező modell a mért adatokat, adatok által létrehozott műholdak érzékeny magnetométerek

A Föld mágneses térerősség volt mérve, Carl Friedrich Gauss, 1835-ben pedig már többször mért azóta mutató relatív bomlás mintegy 10% – kal több, mint az elmúlt 150 évben. A Magsat műhold és a későbbi műholdak 3 tengelyes vektor magnetométereket használtak a Föld mágneses mezőjének 3D-s szerkezetének vizsgálatára. A későbbi Ørsted műhold lehetővé tette az összehasonlítást, amely egy dinamikus geodynamo működést jelez, amely úgy tűnik, hogy alternatív pólust eredményez az Atlanti-óceán alatt, az S. Africától nyugatra.

A kormányok néha olyan egységeket működtetnek, amelyek a Föld mágneses mezőjének mérésére szakosodnak. Ezek geomágneses obszervatóriumok, jellemzően egy nemzeti geológiai felmérés része,például a British Geological Survey Eskdalemuir Observatory. Az ilyen megfigyelőközpontok képesek mérni és előrejelezni a mágneses körülményeket, amelyek néha befolyásolják a kommunikációt, a villamos energiát és más emberi tevékenységeket. (Lásd: mágneses vihar.)

a világ több mint 100 összekapcsolt geomágneses obszervatóriumával rendelkező nemzetközi valós idejű mágneses Obszervatórium 1991 óta rögzíti a Föld mágneses mezőjét.

a hadsereg meghatározza a helyi geomágneses tér jellemzőit annak érdekében, hogy észlelje a természetes háttér olyan anomáliáit, amelyeket egy jelentős fém tárgy, például egy víz alatti tengeralattjáró okozhat. Jellemzően ezek a mágneses anomáliák detektorok repülnek repülőgép, mint az Egyesült Királyság Nimrod vagy vontatott, mint egy eszköz vagy egy sor műszerek felszíni hajók.

kereskedelmi szempontból a geofizikai kutató cégek mágneses detektorokat is használnak az érctestek természetesen előforduló anomáliáinak, például a Kurszk mágneses anomáliájának azonosítására.

az állatok, beleértve a madarakat és a teknősöket is, képesek érzékelni a Föld mágneses mezőjét, és a mező segítségével navigálni a vándorlás során. A tehenek és a vadon élő szarvasok pihenésük közben általában észak-déli irányba igazítják a testüket, de nem akkor, amikor az állatok nagyfeszültségű vezetékek alatt vannak, így a kutatók úgy vélik, hogy a mágnesesség felelős.

A Szeizmo-elektromágnesesség a földrengés előrejelzésére irányuló kutatási terület.

Megjegyzések

  1. ^ T. N. W. McElhinney és W. E. Senanayake, J. Geophys. Res.85, 3523 (1980).
  2. ^ B. A. Buffett. A Föld magja és a Geodynamo. Tudomány, vol. 288 (5473), 2000, pp.2007 – 2012. DOI: 10.1126 / tudomány.288.5473.2007.
  3. ^ Cosmos Online-Solar wind ripping chunks off Mars (http://www.cosmosmagazine.com/news/2369/solar-wind-ripping-chunks-mars)
  4. ^ AFP (2009-01-13). “Earth’ s Magnetic Field Changes Climate”. Discovery News. http://dsc.discovery.com/news/2009/01/13/magnetic-field-climate.html. 2010-02-24.
  5. ^ “probléma a” mágneses “Pólushelyekkel a globális grafikonokon”. Eos Vol. 77, 36. Szám, Amerikai Geofizikai Unió, 1996.
  6. ^ a NASA weboldala Larry Nisbet kutatásáról
  7. ^ Geomagnetizmus, északi mágneses pólus. Természeti Erőforrások Kanada, 2005-03-13.
  8. ^ déli mágneses pólus. Ausztrália nemzetközössége, ausztrál antarktiszi körzet, 2002.
  9. ^ http://www.science20.com/news_articles/first_measurement_magnetic_field_inside_earths_core
  10. ^ http://www.nature.com/nature/journal/v468/n7326/full/nature09643.html
  11. ^ Nature, vol 439 (16 február 2006)
  12. ^ Usui, Y.; Tarduno, J. A.; Watkeys, M.; Hofmann, A.; Cottrell, R. D. (2009). “Bizonyíték egy 3, 45 milliárd éves mágneses remanenciára: egy ősi geodynamo utalása Dél-afrikai konglomerátumokból”. Geokémia geofizika Geosystems 10: Q09Z07. doi:10.1029 / 2009gc002496. edit
  13. ^ Tarduno, J. A.; Cottrell, R. D.; Watkeys, M. K.; Hofmann, A.; Doubrovine, P. V.; Mamajek, E. E.; Liu, D.; Sibeck, D. G. et al. (2010). “Geodynamo, Solar Wind, and Magnetopause 3.4 to 3.45 Billion Years Ago”. Tudomány 327 (5970): 1238. doi: 10.1126 / tudomány.1183445. PMID 20203044. edit
  14. ^ Thompson, Andrea (2008.December 16.). “Leaks Found in Earth ‘ s Protective Magnetic Shield”. Space.com. Imaginova Corp.. http://www.space.com/scienceastronomy/081216-agu-solar-storm-shield-break.html. 2009-03-28.
  15. ^ Phillips, Tony (2003.December 29.). “Earth’ s Inconstant Magnetic Field”. Tudomány@Nasa. http://science.nasa.gov/science-news/science-at-nasa/2003/29dec_magneticfield/. 2009. December 27.
  16. ^ Coe, R. S.; Prévot, M.; Camps, P. (1995. április 20.). “Új bizonyíték a geomágneses mező rendkívül gyors megváltoztatására a megfordítás során”. Természet 374: 687. doi:10.1038 / 374687a0. http://www.nature.com/nature/journal/v374/n6524/abs/374687a0.html.
  17. ^ Annual Review of Earth and Planetary Science, 1988 16 p.435 “Time Variations of the Earth’ s Magnetic Field: From Daily to világi” by Vincent Courtillot and Jean Louis Le Mouel
  18. ^ Hulot G, Eymin C, Langlais B, Mandea M, Olsen N (April 2002). “Small-scale structure of the geodynamo inferred from Oersted and Magsat satellite data”. Természet 416 (6881): 620-3. doi:10.1038 / 416620a.PMID 11948347.
  19. ^ Deutschlander M, Phillips J, Borland S (1999)” the case for light-dependent magnetic orientation in animals ” Journal of Experimental Biology 202(8): 891-908
  20. ^ Burda, H; Begall, S; Cerveny, J; Neef, J; Nemec, P (Mar 2009). “A rendkívül alacsony frekvenciájú elektromágneses mezők megzavarják a kérődzők mágneses összehangolását.”. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 106 (14): 5708-13. doi: 10.1073 / pnas.0811194106. PMID 19299504.
  21. ^ Dyson, PJ (2009). “Biológia: elektromos tehenek”. Természet 458 (7237): 389. doi:10.1038 / 458389a. PMID 19325587.
Wikimédia Commons van a média kapcsolódó: A föld mágneses mezeje

  • William J. Broad, Majd Iránytű Pont Délre?. New York Times, 2004. Július 13.
  • John Roach, miért forog a Föld mágneses mezője?. National Geographic, 2004. Szeptember 27.
  • amikor Észak délre megy. Tudományos számítástechnikai projektek, 1996.
  • 3D Föld mágneses mező töltött részecske szimulátor. Eszköz szentelt a 3D-s szimuláció töltött részecskék a magnetoszférában..
  • The Great Magnet, The Earth, History of the discovery of Earth ‘ s magnetic field by David P. Stern.
  • a Föld magnetoszférájának feltárása, David P. Stern és Mauricio Peredo oktatási weboldala
http://en.wikipedia.org/wiki/Earth%27s_magnetic_field ”