磁気圏は、太陽風の荷電粒子から地球の表面を遮蔽し、地球の多くの異なる部分 それは到着する粒子の力のために日（太陽）側で圧縮され、夜側で拡張される。 （画像は拡大縮小しないようにしてください。/div>

磁北と”真の”北の間の変化。

地球の磁場（および表面磁場）はほぼ磁気双極子であり、地球の地理的北極（磁北極を参照）の近くの磁場S極と、地球の地理的南極（磁北極を参照）の近くの他の磁場N極がある。 これはコンパスを運行のために使用可能にさせる。 場の原因はダイナモ理論によって説明することができる。 磁場は無限に広がっていますが、その源からの距離とともに弱くなります。 地球の磁場は、地球磁場とも呼ばれ、地球の磁気圏を形成し、数万キロメートルの空間に効果的に広がっています。 オーストラリアの赤デイサイトと枕玄武岩の古地磁気の研究では、磁場は少なくとも35億年前であると推定されている。

内容

• 1重要性
• 2磁極と磁気双極子
• 3磁場特性
• 4磁場変動
• 5磁場反転
• 6磁場検出
• 7注意事項
• 8外部リンク

重要性

も参照してください：太陽風

地球の磁場と惑星間磁場との相互作用のシミュレーション。

地球は主に太陽風、太陽から放射されるエネルギー荷電粒子の流れから、その磁場によって保護され、荷電粒子の大部分を偏向させます。 太陽風からの荷電粒子のいくつかは、ヴァン-アレン放射帯に閉じ込められている。 太陽風からのより少ない数の粒子は、電磁エネルギー伝送ライン上のかのように、オーロラゾーンの地球の上層大気と電離層に移動することができます。 太陽風が地球上で観測可能な唯一の時間は、オーロラや地磁気嵐などの現象を生み出すのに十分な強さであるときです。 明るいオーロラは電離層を強く加熱し、そのプラズマを磁気圏に膨張させ、プラズマ地球圏のサイズを増加させ、大気物質を太陽風に逃がす。 地磁気嵐は、磁気圏内に含まれるプラズマの圧力が膨張し、それによって地磁気を歪ませるのに十分な大きさであるときに生じる。

太陽風は地球の磁気圏の全体的な形状の原因であり、その速度、密度、方向、および同伴磁場の変動は地球の局所宇宙環境に強く影響します。 例えば、電離放射線と電波干渉のレベルは数百から数千の要因によって変化する可能性があり、その上流の磁気圏界面と弓衝撃波の形状と位置はいくつかの地球半径によって変化する可能性があり、静止衛星を直接太陽風にさらす可能性がある。 これらの現象は、総称して宇宙天気と呼ばれています。 大気ストリッピングのメカニズムは、太陽風によって引き裂かれる磁場の泡にガスが巻き込まれることによって引き起こされます。 磁場強度の変動は熱帯地方の降雨変動と相関している。

磁極と磁気双極子

2000年の真北からの磁気偏角。

1700年の真北からの磁気偏角

磁極の位置は、少なくとも二つの方法で定義することができます。

多くの場合、磁気（ディップ）極は、磁場が完全に垂直である地球の表面上の点として見られます。 これを言うもう一つの方法は、地球の磁場の傾きが北磁極で90°、南磁極で-90°であるということです。 磁極では、水平面に保持されている羅針盤は、無作為に指し、一方、それ以外の場合は、局所的な偏差が存在するけれども、北磁極に近いか、南磁極から離れて指し示す。 2つの極は、互いに独立してさまよい、地球上の正反対の位置にはありません。 磁極は急速に移動することができ、北磁極については年間40kmまでの観測が行われている。

地球の磁場は、地球の中心近くに位置する磁気双極子の磁場によって密接に近似することができます。 双極子の向きは軸によって定義されます。 地磁気に最も適した双極子の軸が地球の表面と交差する2つの位置は、北と南の地磁気極と呼ばれます。 最適にするには、地磁気を表す双極子を地球の中心から約500km離れた場所に配置する必要があります。 これは、表面の場が最も弱い南大西洋で内側の放射帯がより低くなる原因となり、南大西洋の異常と呼ばれるものを生じます。

地球の磁場が完全に双極子であれば、地磁気と磁気ディップ極が一致します。 しかし、地磁気の正確な記述における重要な非双極子の用語は、2つの極タイプの位置が異なる場所にある原因となる。

フィールド特性

地球の表面でのフィールドの強さは、南米と南アフリカのほとんどを含む地域で30マイクロテスラス（0.3ガウス）未満から60マイクロテスラス（0.3ガウス）以上の範囲である。カナダ北部とオーストラリア南部、そしてシベリアの一部の磁極の周りの6ガウス）。 地球の外核の平均磁場強度は25ガウスであり、表面の磁場よりも50倍強いと測定された。

フィールドは棒磁石のフィールドに似ています。 地球の磁場は、主に液体の外側のコアの電流によって引き起こされます。 地球のコアは1043Kよりも熱く、鉄の中のスピンの向きがランダム化されるキュリー点の温度です。 このような無作為化は、物質がその磁化を失う原因となる。

外液コア内の溶融鉄の対流は、惑星全体の回転によって引き起こされるコリオリ効果とともに、これらの”電流”を南北極軸に沿って整列したロール 流体が既存の磁場を横切って流れると、電流が誘導され、別の磁場が生成されます。 この磁場が元の磁場を補強すると、それ自体を維持するダイナモが作成されます。 これはダイナモ理論と呼ばれ、地球の磁場がどのように維持されているかを説明しています。

地球を磁気的に棒磁石と区別するもう一つの特徴は、その磁気圏です。 惑星からの大きな距離では、これは表面磁場を支配しています。 電離層に誘起された電流も磁場を発生させる。 このような磁場は、常に大気が太陽に最も近い場所の近くで生成され、表面磁場を一度だけ偏向させることができる毎日の変化を引き起こす。 電界強度の典型的な毎日の変化は約25ナノテスラ（nT）（すなわち-1:2,000）であり、典型的には約1nT（すなわち-1:50,000）の数秒にわたる変化がある。

磁場変動

最後の逆転以来の地磁気変動。

その磁場を作り出す地球のコアの電流は、少なくとも3,450万年前に始まりました。

磁力計は、考古学的地球物理学における鉄の人工物、窯、いくつかの種類の石の構造、さらには溝やミドルによって引き起こされる地球の磁場の微 潜水艦を検出するために第二次世界大戦中に開発された空中磁気異常検出器から適応された磁気機器を使用して、海底を横切る磁気変動がマッピ 玄武岩-海底を構成する鉄が豊富な火山岩—は強く磁気鉱物（磁鉄鉱）を含み、局所的にコンパスの測定値を歪めることができます。 この歪みは、早くも18世紀後半にアイスランドの船員によって認識されました。 さらに重要なのは、磁鉄鉱の存在は玄武岩に測定可能な磁気特性を与えるため、これらの磁気変動は深海底を研究するための別の手段を提供してい 新しく形成された岩が冷えるとき、そのような磁性材料は、地球の磁場を記録します。

頻繁に、地球の磁気圏は、オーロラの表示を引き起こし、地磁気嵐を引き起こす太陽フレアに見舞われています。 磁場の短期不安定性をＫ指数で測定した。

最近、漏れは、元の仮説とは反対の方法で太陽の太陽風と相互作用する磁場で検出されています。 太陽嵐の間、これは人工衛星の大規模な停電や混乱をもたらす可能性があります。

磁気異常

磁場反転

世界中の玄武岩の溶岩流の研究に基づいて、地球の磁場は数万年から数百万年の間隔で、平均間隔は約300,000年であることが提案されて しかし、このような最後の出来事は、ブランシュ–松山逆転と呼ばれ、約780,000年前に発生したことが観察されています。

地磁気の反転がどのように起こったのかについての明確な理論はありません。 何人かの科学者は、磁場が準安定であり、極が数百年から数千年の間に一方の方向から他方の方向に自発的に移動することができる地球のコアのためのモデルを作成しました。 他の科学者は、ジオダナモが最初に自発的に、または彗星の衝突のような何らかの外部作用によって自分自身をオフにし、次に磁気の「北」極が北または南 外部の事象は、衝突クレーターの年齢と反転のタイミングとの間に相関がないため、磁場の反転のルーチンの原因ではない可能性が高い。 原因にかかわらず、磁極が一方の半球から他方の半球に反転するとき、これは反転として知られているが、赤道を横切って双極子軸を取り、その後元の極性に戻る一時的な双極子傾きの変化は遠足として知られている。

オレゴン州スティーンズ山の溶岩流の研究は、磁場が地球の歴史の中である時点で一日あたり最大6度の速度でシフトしている可能性があることを示しており、地球の磁場がどのように機能するかについての一般的な理解に大きな挑戦をしている。

これらのような古地磁気研究は、典型的には火山事象からの火成岩の残留磁化の測定からなる。 海底に敷かれた堆積物は、それらが固まる際に記録することができる信号である、局所的な磁場によってそれら自身を方向づけます。 火成岩の堆積物は主に常磁性であるが、それらは酸化第一鉄の形態のフェリおよび反強磁性材料の痕跡を含み、したがってそれらに残留磁化を有す 実際、この特性は、世界中で見つかった多くの他のタイプの岩石や堆積物では非常に一般的です。 天然の岩石鉱床に見られるこれらの酸化物の中で最も一般的なものの1つは磁鉄鉱です。

火成岩のこの特性が、過去に地球の磁場が逆転したと判断することを可能にする例として、海の尾根を横切る磁気の測定を考えてみましょう。 マグマが割れ目を通ってマントルを出る前に、それはそれが含んでいるかもしれないあらゆる酸化鉄のキュリー温度の上の非常に高い温度にあります。 溶岩は海に入ると冷却して凝固し始め、これらの酸化第一鉄が最終的に磁気特性、具体的には残留磁化を保持する能力を回復することを可能にする。 これらの場所に存在する唯一の磁場が地球自体に関連するものであると仮定すると、この凝固した岩は地磁気の方向に磁化される。 磁場の強さはかなり弱く，典型的な岩石試料の鉄content有量は小さいが，試料の比較的小さな残留磁化は現代の磁力計の分解能の範囲内である。 その後、固化した溶岩サンプルの年齢と磁化を測定して、古代の時代の地磁気の向きを決定することができます。

磁場検出

敏感な磁力計を持つ衛星によって作成された測定データからの磁場モデルの偏差

地球磁場強度は1835年にカール-フリードリヒ-ガウスによって測定され、それ以来繰り返し測定されており、過去10年間で約150％の相対減衰を示している。 Magsat衛星とそれ以降の衛星は、地球の磁場の3次元構造を探査するために3軸ベクトル磁力計を使用しています。 後のØrsted衛星は、s.アフリカの西の大西洋の下で交互の極を生じさせているように見える動的なジオダナモを示す比較を可能にした。

政府は、地球の磁場の測定に特化したユニットを運営することがあります。 これらは地磁気観測所であり、典型的には国立地質調査所の一部であり、例えば英国地質調査所のEskdalemuir天文台である。 このような観測所は、通信、電力、およびその他の人間活動に影響を与える磁気条件を測定し、予測することができます。 （磁気嵐を参照。）

世界中の100以上の相互リンク地磁気観測所を持つ国際リアルタイム磁気天文台ネットワークは、1991年以来、地球磁場を記録してきました。

軍は、潜水艦のような重要な金属物体によって引き起こされる可能性のある自然の背景の異常を検出するために、局所的な地磁気特性を決定 典型的には、これらの磁気異常検出器は、英国のNimrodのような航空機で飛行されるか、または計器または表面船からの計器の配列として牽引される。

商業的には、地球物理探査会社はまた、クルスク磁気異常などの鉱石体から自然に発生する異常を識別するために磁気検出器を使用しています。

鳥やカメなどの動物は、地球の磁場を検出し、移動中にナビゲートするためにフィールドを使用することができます。 牛や野生の鹿はリラックスしながら体を南北に整列させる傾向がありますが、動物が高電圧の電力線の下にあるときはそうではなく、研究者は磁気

地震-電磁気学は、地震予測を目的とした研究分野です。 P>

ノート

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ウィキメディア-コモンズは、地球の磁場に関連するメディアを持っています

• william j.broad、コンパスは南を指しますか？. ニューヨーク-タイムズ、July13、2004。
• ジョン-ローチ、なぜ地球の磁場は反転するのですか？. ナショナルジオグラフィック、2004年9月27日。
• 北が南に行くとき。 1996年、科学研究科博士課程を修了。
• 3D地球磁場荷電粒子シミュレータ。 磁気圏内の荷電粒子の3dシミュレーションに特化したツール。.
• 偉大な磁石、地球、デビッドP.スターンによる地球の磁場の発見の歴史。
• 地球の磁気圏の探査、David P.SternとMauricio Peredoによる教育webサイト