av jorden. Den er komprimert på dagen (Sol) siden på grunn av kraften til de ankommer partiklene, og utvidet på nattsiden. (Bilde ikke å skalere.)

variasjonen mellom magnetisk nord og «ekte» nord. Jordens magnetfelt (og overflatemagnetfeltet) er omtrent en magnetisk dipol, med magnetfeltets pol nær Jordens geografiske nordpol (Se Magnetisk Nordpol) og det andre magnetfeltet N pol nær Jordens geografiske sydpol (Se Magnetisk Sydpol). Dette gjør kompasset brukbart for navigasjon. Årsaken til feltet kan forklares av dynamo teori. Et magnetfelt strekker seg uendelig, selv om det svekkes med avstand fra kilden. Jordens magnetfelt, også kalt det geomagnetiske feltet, som effektivt strekker seg flere titusenvis av kilometer ut i rommet, danner Jordens magnetosfære. En paleomagnetisk studie av Australsk rød dacitt og pute basalt har anslått magnetfeltet til å være minst 3, 5 milliarder år gammel.

Innhold

• 1 Betydning
• 2 Magnetiske poler og magnetisk dipol
• 3 feltegenskaper
• 4 Magnetiske feltvariasjoner
• 5 Magnetiske felt reverseringer
• 6 magnetfelt deteksjon
• 8 Eksterne lenker

betydning

se også: solvind

simulering av samspillet mellom jordens magnetfelt og det interplanetariske magnetfeltet. Jorden er i stor grad beskyttet mot solvinden, en strøm av energiske ladede partikler som kommer fra Solen, ved sitt magnetfelt, som avbøyer de fleste av de ladede partiklene. Noen av de ladede partiklene fra solvinden er fanget I Van Allen – strålingsbeltet. Et mindre antall partikler fra solvinden klarer å reise, som om på en elektromagnetisk energioverføringslinje, Til Jordens øvre atmosfære og ionosfære i nordlyssonene. Den eneste gangen solvinden er observerbar på Jorden, er når den er sterk nok til å produsere fenomener som aurora og geomagnetiske stormer. Lyse nordlys oppvarmer ionosfæren sterkt, noe som får plasmaet til å ekspandere inn i magnetosfæren, øker størrelsen på plasmageosfæren og forårsaker utslipp av atmosfærisk materie inn i solvinden. Geomagnetiske stormer oppstår når trykket fra plasmaer inne i magnetosfæren er tilstrekkelig stort til å blåse opp og dermed forvrenge det geomagnetiske feltet. solvinden er ansvarlig for den generelle formen På jordens magnetosfære, og svingninger i dens hastighet, tetthet, retning og medførte magnetfelt påvirker Sterkt Jordens lokale rommiljø. For eksempel kan nivåene av ioniserende stråling og radiointerferens variere etter faktorer fra hundrevis til tusenvis; og formen og plasseringen av magnetopausen og buesjokkbølgen oppstrøms kan endres av flere Jordradier, og eksponerer geosynkrone satellitter til den direkte solvinden. Disse fenomenene kalles kollektivt romvær. Mekanismen for atmosfærisk stripping skyldes at gass blir fanget i bobler av magnetfelt, som er dratt av solvind. Variasjoner i magnetfeltstyrken har blitt korrelert med nedbørsvariasjon i tropene.

Magnetiske poler og magnetisk dipol

Hovedartikler: Nordmagnetisk Pol og Sørmagnetisk Pol

sann nord i 2000.

posisjonene til de magnetiske polene kan defineres på minst to måter.

ofte blir en magnetisk (dip) pol sett på som et punkt på Jordens overflate hvor magnetfeltet er helt vertikalt. En annen måte å si dette på er at helling Av jordens felt er 90° Ved Nordmagnetisk Pol og -90° ved Sørmagnetisk Pol. Ved en magnetisk pol peker et kompass som holdes i horisontalplanet tilfeldig, mens det ellers peker nesten mot Den Magnetiske Nordpolen eller bort Fra Den Magnetiske Sydpolen, selv om lokale avvik eksisterer. De to polene vandrer uavhengig av hverandre og er ikke i direkte motsatte posisjoner på kloden. Magnetisk dip pol kan migrere raskt, observasjon av opptil 40 km per år har blitt gjort For Den Magnetiske Nordpolen. jordens magnetfelt kan tilnærmes av feltet til en magnetisk dipol plassert nær sentrum av Jorden. En dipol orientering er definert av en akse. De to posisjonene hvor aksen til dipolen som passer best til det geomagnetiske feltet krysser Jordens overflate kalles Nord og Sør geomagnetiske poler. For best passform bør dipolen som representerer det geomagnetiske feltet plasseres ca 500 km utenfor Sentrum Av Jorden. Dette får det indre strålingsbeltet til å skumme lavere I Sør-Atlanterhavet, hvor overflatefeltet er det svakeste, og skaper det som kalles Søratlantisk Anomali.

Hvis Jordens magnetfelt var perfekt dipolar, ville de geomagnetiske og magnetiske dip polene falle sammen. Imidlertid forårsaker signifikante ikke-dipolare termer i en nøyaktig beskrivelse av det geomagnetiske feltet at posisjonen til de to poletyper er på forskjellige steder.

feltegenskaper

styrken på feltet på Jordens overflate varierer fra mindre enn 30 mikroteslas (0,3 gauss) i et område som inkluderer Det Meste Av Sør-Amerika og Sør-Afrika til over 60 mikroteslas (0.6 gauss) rundt de magnetiske polene i nord-Canada og sør For Australia, og i Deler Av Sibir. Den gjennomsnittlige magnetfeltstyrken i Jordens ytre kjerne ble målt til å være 25 Gauss, 50 ganger sterkere enn magnetfeltet på overflaten.

feltet ligner på en stangmagnet. Jordens magnetfelt er for det meste forårsaket av elektriske strømmer i den flytende ytre kjernen. Jordens kjerne er varmere enn 1043 K, Curie-punkttemperaturen over hvilken orienteringene av spinn i jern blir randomisert. Slike randomisering fører til at stoffet mister sin magnetisering. Konveksjon av smeltet jern i den ytre væskekjernen, sammen Med En Corioliseffekt forårsaket av den generelle planetrotasjonen, har en tendens til å organisere disse «elektriske strømmene» i ruller justert langs nord-sør polaraksen. Når væske strømmer over et eksisterende magnetfelt, induseres elektriske strømmer, noe som igjen skaper et annet magnetfelt. Når dette magnetfeltet forsterker det opprinnelige magnetfeltet, opprettes en dynamo som opprettholder seg selv. Dette kalles Dynamo-Teorien, og det forklarer hvordan Jordens magnetfelt opprettholdes. en annen funksjon som skiller Jorden magnetisk fra en stangmagnet er dens magnetosfære. På store avstander fra planeten dominerer dette overflatemagnetfeltet. Elektriske strømmer indusert i ionosfæren genererer også magnetfelt. Et slikt felt genereres alltid nær hvor atmosfæren er nærmest Solen, noe som forårsaker daglige endringer som kan avlede overflatemagnetfelter med så mye som en grad. Typiske daglige variasjoner av feltstyrke er omtrent 25 nanoteslas (nT) (dvs. ~ 1: 2000), med variasjoner over noen få sekunder med typisk rundt 1 nT (dvs. ~ 1:50.000).

magnetfeltvariasjoner

Geomagnetiske variasjoner siden siste reversering.

strømmene I jordens kjerne som skaper sitt magnetfelt startet opp for minst 3.450 millioner år siden. Magnetometre oppdager små avvik I Jordens magnetfelt forårsaket av jerngjenstander, ovner, noen typer steinstrukturer, og til og med grøfter og middens i arkeologisk geofysikk. Ved hjelp av magnetiske instrumenter tilpasset fra luftbårne magnetiske anomalidetektorer utviklet under Andre Verdenskrig for å oppdage ubåter, har de magnetiske variasjonene over havbunnen blitt kartlagt. Basalten-den jernrike, vulkanske steinen som utgjør havbunnen — inneholder et sterkt magnetisk mineral (magnetitt) og kan lokalt forvride kompassavlesninger. Forvrengningen ble anerkjent Av Islandske sjøfolk så tidlig som på slutten av det 18. århundre. Mer viktig, fordi tilstedeværelsen av magnetitt gir basalt målbare magnetiske egenskaper, har disse magnetiske variasjonene gitt et annet middel for å studere dyphavsbunnen. Når nyformet stein kjøler, registrerer slike magnetiske materialer Jordens magnetfelt. Ofte blir jordens magnetosfære rammet av solstormer som forårsaker geomagnetiske stormer, noe som provoserer frem nordlys. Den kortsiktige ustabiliteten til magnetfeltet måles Med k-indeksen. nylig har lekkasjer blitt oppdaget i magnetfeltet, som interagerer Med Solens solvind på en måte motsatt den opprinnelige hypotesen. Under solstormer kan dette føre til store strømbrudd og forstyrrelser i kunstige satellitter.

Se Også Magnetisk anomali

Magnetfelt reverseringer

Hovedartikkel: Basert på studier av lavastrømmer av basalt over hele verden, har Det blitt foreslått At Jordens magnetfelt reverserer med intervaller, alt fra titusener til mange millioner år, med et gjennomsnittlig intervall på omtrent 300.000 år. Men Den siste slik hendelse, Kalt Brunhes-Matuyama reversering, er observert å ha skjedd noen 780.000 år siden.

Det er ingen klar teori om hvordan de geomagnetiske reverseringene kan ha skjedd . Noen forskere har produsert modeller for jordens kjerne hvor magnetfeltet bare er kvasi-stabilt, og polene kan spontant migrere fra en orientering til den andre i løpet av noen få hundre til noen få tusen år. Andre forskere foreslår at geodynamoen først slår seg av, enten spontant eller gjennom noen ekstern handling som en kometpåvirkning, og starter deretter på nytt med den magnetiske «Nord» polen som peker Enten Nord eller Sør. Eksterne hendelser er ikke sannsynlig å være rutinemessige årsaker til reversering av magnetfelt på grunn av mangel på korrelasjon mellom alder av slagkratere og tidspunktet for reversering. Uavhengig av årsaken, når den magnetiske polen knipser fra en halvkule til den andre dette er kjent som en reversering, mens midlertidige dipol tilt variasjoner som tar dipolaksen over ekvator og deretter tilbake til den opprinnelige polariteten er kjent som utflukter. Studier av lavastrømmer på Steens Mountain, Oregon, indikerer at magnetfeltet kunne ha skiftet med en hastighet på opptil 6 grader per dag på Et tidspunkt I Jordens historie, noe som betydelig utfordrer den populære forståelsen av Hvordan Jordens magnetfelt fungerer. Paleomagnetiske studier som disse består typisk av målinger av restmagnetiseringen av vulkansk bergart fra vulkanske hendelser. Sedimenter lagt på havbunnen orienterer seg med det lokale magnetfeltet, et signal som kan registreres når de størkner. Selv om forekomster av vulkansk bergart er for det meste paramagnetiske, de inneholder spor av ferri – og antiferromagnetiske materialer i form av jernholdige oksider, og dermed gi dem muligheten til å ha rest magnetisering. Faktisk er denne egenskapen ganske vanlig i mange andre typer bergarter og sedimenter som finnes over hele verden. En av de vanligste av disse oksider som finnes i naturlig bergart innskudd er magnetitt. Som et eksempel på hvordan denne egenskapen til vulkanske bergarter tillater oss å bestemme At Jordens felt har reversert tidligere, bør du vurdere målinger av magnetisme over havrygger. Før magma forlater mantelen gjennom en sprekk, er den ved en ekstremt høy temperatur, over Curie-temperaturen til noe jernholdig oksid som det kan inneholde. Lava begynner å avkjøle og størkne når den kommer inn i havet, slik at disse jernholdige oksydene til slutt kan gjenvinne sine magnetiske egenskaper, spesielt evnen til å holde en restmagnetisering. Forutsatt at det eneste magnetfeltet som er tilstede på disse stedene, er knyttet Til Selve Jorden, blir denne størknede steinen magnetisert i retning av det geomagnetiske feltet. Selv om feltets styrke er ganske svak og jerninnholdet i typiske steinprøver er lite, er den relativt små restmagnetiseringen av prøvene godt innenfor oppløsningen av moderne magnetometre. Alder og magnetisering av størknet lava prøver kan deretter måles for å bestemme retningen av det geomagnetiske feltet under gamle epoker.

magnetfeltdeteksjon

Avvik fra en magnetfeltmodell fra målte data, data opprettet av satellitter med følsomme magnetometre

jordens magnetfeltstyrke ble målt av carl friedrich gauss i 1835 og har blitt gjentatte ganger målt siden da, og viser et relativt forfall på ca 10% de siste 150 årene. Magsat-satellitten og senere satellitter har brukt 3-akse vektormagnetometre for å undersøke 3-D-strukturen Til Jordens magnetfelt. Den senere Ø satellitten tillot en sammenligning som indikerer en dynamisk geodynamo i aksjon som ser ut til å gi opphav til en alternativ pol under Atlanterhavet vest for S. Afrika. Regjeringer opererer noen ganger enheter som spesialiserer seg på måling Av Jordens magnetfelt. Disse er geomagnetiske observatorier, vanligvis en del av en national Geological Survey, for eksempel British Geological Surveys Eskdalemuir Observatory. Slike observatorier kan måle og forutsi magnetiske forhold som noen ganger påvirker kommunikasjon, elektrisk kraft og andre menneskelige aktiviteter. (Se magnetisk storm. The International Real-time Magnetic Observatory Network, med over 100 sammenkoblede geomagnetiske observatorier rundt om i verden, har registrert jordens magnetfelt siden 1991. militæret bestemmer lokale geomagnetiske feltegenskaper, for å oppdage anomalier i den naturlige bakgrunnen som kan være forårsaket av en betydelig metallisk gjenstand som en nedsenket ubåt. Vanligvis blir disse magnetiske anomalidetektorer fløyet i fly som STORBRITANNIAS Nimrod eller slept som et instrument eller en rekke instrumenter fra overflateskip. Kommersielt bruker geofysiske prospekteringsselskaper også magnetiske detektorer for å identifisere naturlig forekommende anomalier fra malmlegemer, som Kursk Magnetiske Anomali. Dyr, inkludert fugler og skilpadder, kan oppdage Jordens magnetfelt, og bruke feltet til å navigere under migrasjon. Kyr og vill hjort har en tendens til å justere kroppene sine nord-sør mens de slapper av, men ikke når dyrene er under høyspentledninger, ledende forskere til å tro at magnetisme er ansvarlig. Seismo-electromagnetics Er et forskningsområde rettet mot jordskjelv prediksjon.

Notater

• william j. broad, vil kompassene peke sørover?. New York Times, 13. Juli 2004.
• John Roach, Hvorfor Snur Jordens Magnetfelt?. National Geographic, 27. September 2004.
• Når Nord Går Sør. Prosjekter I Vitenskapelig Databehandling, 1996.
• 3d Jord Magnetfelt Ladet-Partikkel Simulator. Verktøy dedikert til 3d-simulering av ladede partikler i magnetosfæren..
• Den Store Magneten, Jorden, Historien om oppdagelsen Av Jordens magnetfelt Av David P. Stern.
• Utforskning Av Jordens Magnetosfære, Pedagogisk nettsted av David P. Stern og Mauricio Peredo