magnetosfera protejează suprafața Pământului de particulele încărcate ale vântului solar și este generată de curenții electrici localizați în multe părți diferite a Pământului. Este comprimat pe partea de zi (soare) datorită forței particulelor care sosesc și se extinde pe partea de noapte. (Imaginea nu la scară.)

variația dintre nordul magnetic și nordul „adevărat”.

câmpul magnetic al Pământului (și câmpul magnetic de suprafață) este aproximativ un dipol magnetic, cu polul s al câmpului magnetic în apropierea Polului Nord geografic al Pământului (vezi Polul Nord Magnetic) și celălalt pol N al câmpului magnetic în apropierea polului sud geografic al Pământului (vezi Polul Sud Magnetic). Acest lucru face ca busola să poată fi utilizată pentru navigare. Cauza câmpului poate fi explicată prin teoria dynamo. Un câmp magnetic se extinde infinit, deși slăbește cu Distanța de la sursa sa. Câmpul magnetic al Pământului, numit și câmpul geomagnetic, care se extinde efectiv câteva zeci de mii de kilometri în spațiu, formează magnetosfera Pământului. Un studiu paleomagnetic al Dacitei roșii australiene și al bazaltului de pernă a estimat că câmpul magnetic are o vechime de cel puțin 3,5 miliarde de ani.

• 1 importanță
• 2 poli magnetici și dipol magnetic
• 3 Caracteristici de câmp
• 4 variații de câmp Magnetic
• 5 inversări de câmp Magnetic
• 6 detectarea câmpului Magnetic
• 7 Note
• 8 legături externe

importanță

simularea interacțiunii dintre câmpul magnetic al pământului și câmpul magnetic interplanetar.

Pământul este protejat în mare măsură de vântul solar, un flux de particule încărcate energetic emanate de soare, de câmpul său magnetic, care deviază majoritatea particulelor încărcate. Unele dintre particulele încărcate de vântul solar sunt prinse în centura de radiații Van Allen. Un număr mai mic de particule din vântul solar reușesc să călătorească, ca pe o linie de transmisie a energiei electromagnetice, în atmosfera superioară a Pământului și în ionosfera din zonele aurorale. Singura dată când vântul solar este observabil pe Pământ este atunci când este suficient de puternic pentru a produce fenomene precum aurora și furtunile geomagnetice. Aurorele strălucitoare încălzesc puternic ionosfera, determinând extinderea plasmei sale în magnetosferă, mărind dimensiunea geosferei plasmatice și provocând scăparea materiei atmosferice în vântul solar. Furtunile geomagnetice rezultă atunci când presiunea plasmelor conținute în interiorul magnetosferei este suficient de mare pentru a umfla și astfel distorsiona câmpul geomagnetic.

vântul solar este responsabil pentru forma generală a magnetosferei Pământului, iar fluctuațiile vitezei, densității, direcției și câmpului magnetic antrenat afectează puternic mediul spațial Local al Pământului. De exemplu, nivelurile de radiații ionizante și interferențe radio pot varia în funcție de factori de la sute la mii; iar forma și locația magnetopauzei și a undei de șoc arc în amonte de ea se pot schimba prin mai multe raze ale Pământului, expunând sateliții geosincroni la vântul solar direct. Aceste fenomene sunt denumite colectiv vremea spațială. Mecanismul de stripare atmosferică este cauzat de faptul că gazul este prins în bule de câmp magnetic, care sunt smulse de vânturile solare. Variațiile intensității câmpului magnetic au fost corelate cu variația precipitațiilor din tropice.

poli magnetici și dipol magnetic

declinație magnetică din nordul adevărat în 2000.

declinație magnetică din nordul adevărat în 1700

pozițiile polilor magnetici pot fi definite în cel puțin două moduri.

adesea, un pol magnetic (dip) este privit ca un punct de pe suprafața Pământului în care câmpul magnetic este în întregime vertical. Un alt mod de a spune acest lucru este că înclinația câmpului terestru este de 90 la sută la polul Magnetic nord și -90 la sută la polul Magnetic Sud. La un pol magnetic, o busolă ținută în plan orizontal indică aleatoriu, în timp ce altfel indică aproape spre Polul Magnetic nord sau departe de Polul Magnetic Sud, deși există abateri locale. Cei doi poli rătăcesc independent unul de celălalt și nu se află în poziții direct opuse pe glob. Polul magnetic dip poate migra rapid, s-au făcut observații de până la 40 km pe an pentru Polul Magnetic Nordic.

câmpul magnetic al Pământului poate fi apropiat de câmpul unui dipol magnetic poziționat în apropierea centrului Pământului. Orientarea unui dipol este definită de o axă. Cele două poziții în care AXA dipolului care se potrivește cel mai bine câmpului geomagnetic intersectează suprafața Pământului se numesc polii geomagnetici Nord și Sud. Pentru a se potrivi cel mai bine, dipolul care reprezintă câmpul geomagnetic trebuie plasat la aproximativ 500 km de centrul Pământului. Acest lucru face ca centura interioară de radiații să scadă mai jos în sudul Oceanului Atlantic, unde câmpul de suprafață este cel mai slab, creând ceea ce se numește anomalia Atlanticului de Sud. dacă câmpul magnetic al Pământului ar fi perfect dipolar, polii geomagnetici și magnetici ar coincide. Cu toate acestea, termenii non-dipolari semnificativi într-o descriere exactă a câmpului geomagnetic determină poziția celor două tipuri de poli în locuri diferite.

caracteristicile câmpului

Intensitatea câmpului la suprafața Pământului variază de la mai puțin de 30 microteslas (0,3 gauss) într-o zonă care include cea mai mare parte a Americii de Sud și Africa de sud la peste 60 microteslas (0.6 gauss) în jurul polilor magnetici din Nordul Canadei și sudul Australiei și într-o parte din Siberia. Intensitatea medie a câmpului magnetic din miezul exterior al Pământului a fost măsurată ca fiind de 25 Gauss, de 50 de ori mai puternică decât câmpul magnetic de la suprafață.

câmpul este similar cu cel al unui magnet de bare. Câmpul magnetic al Pământului este cauzat în cea mai mare parte de curenții electrici din miezul exterior lichid. Miezul Pământului este mai fierbinte decât 1043 K, temperatura punctului Curie peste care orientările rotirilor din fier devin randomizate. O astfel de randomizare face ca substanța să-și piardă magnetizarea.

convecția fierului topit în miezul lichid exterior, împreună cu un efect Coriolis cauzat de rotația planetară generală, tinde să organizeze acești „curenți electrici” în role aliniate de-a lungul axei polare nord-sud. Atunci când se efectuează fluxuri de fluid pe un câmp magnetic existent, se induc curenți electrici, care la rândul lor creează un alt câmp magnetic. Când acest câmp magnetic întărește câmpul magnetic original, se creează un dinam care se susține. Aceasta se numește teoria dinamului și explică modul în care este susținut câmpul magnetic al Pământului.

o altă caracteristică care distinge pământul magnetic de un magnet de bare este magnetosfera sa. La distanțe mari de planetă, aceasta domină câmpul magnetic de suprafață. Curenții electrici induși în ionosferă generează, de asemenea, câmpuri magnetice. Un astfel de câmp este întotdeauna generat în apropierea locului în care atmosfera este cea mai apropiată de soare, provocând modificări zilnice care pot devia câmpurile magnetice de suprafață cu până la un grad. Variațiile zilnice tipice ale intensității câmpului Sunt de aproximativ 25 nanoteslas (nT) (adică ~ 1:2.000), cu variații pe câteva secunde de obicei în jur de 1 nT (adică ~ 1:50.000).

variațiile câmpului Magnetic

variațiile geomagnetice de la ultima inversare.

Curenții din miezul Pământului care creează câmpul său magnetic au început cu cel puțin 3.450 de milioane de ani în urmă. Magnetometrele detectează abateri minime în câmpul magnetic al Pământului cauzate de artefacte de fier, Cuptoare, unele tipuri de structuri de piatră și chiar șanțuri și medii în geofizica arheologică. Folosind instrumente magnetice adaptate din detectoarele de anomalii magnetice din aer dezvoltate în timpul celui de-al doilea război mondial pentru a detecta submarinele, variațiile magnetice de pe fundul oceanului au fost cartografiate. Bazaltul-roca vulcanică bogată în fier care formează fundul oceanului — conține un mineral puternic magnetic (magnetit) și poate distorsiona local citirile busolei. Distorsiunea a fost recunoscută de marinarii islandezi încă de la sfârșitul secolului al 18-lea. Mai important, deoarece prezența magnetitei conferă bazaltului proprietăți magnetice măsurabile, aceste variații magnetice au oferit un alt mijloc de a studia fundul adânc al Oceanului. Când roca nou formată se răcește, astfel de materiale magnetice înregistrează câmpul magnetic al Pământului.

frecvent, magnetosfera Pământului este lovită de explozii solare care provoacă furtuni geomagnetice, provocând afișarea aurorelor. Instabilitatea pe termen scurt a câmpului magnetic este măsurată cu indicele K. recent, au fost detectate scurgeri în câmpul magnetic, care interacționează cu vântul solar al Soarelui într-o manieră opusă ipotezei inițiale. În timpul furtunilor solare, acest lucru ar putea duce la întreruperi la scară largă și întreruperi ale sateliților artificiali.

vezi și anomalia magnetică

inversări ale câmpului Magnetic

Articol principal: Pe baza studiului fluxurilor de lavă de bazalt din întreaga lume, s-a propus ca câmpul magnetic al pământului să se inverseze la intervale, variind de la zeci de mii la multe milioane de ani, cu un interval mediu de aproximativ 300.000 de ani. Cu toate acestea, ultimul astfel de eveniment, numit inversarea Brunhes–Matuyama, se observă că a avut loc în urmă cu aproximativ 780.000 de ani.

nu există o teorie clară cu privire la modul în care s-ar fi putut produce inversările geomagnetice . Unii oameni de știință au produs modele pentru miezul Pământului în care câmpul magnetic este doar cvasi-stabil și polii pot migra spontan de la o orientare la alta pe parcursul a câteva sute la câteva mii de ani. Alți oameni de știință propun ca geodinamul să se oprească mai întâi, fie spontan, fie printr-o acțiune externă, cum ar fi un impact al cometei, și apoi să se repornească cu polul magnetic „nord” îndreptat fie spre nord, fie spre sud. Evenimentele externe nu sunt susceptibile de a fi cauze de rutină ale inversărilor câmpului magnetic din cauza lipsei unei corelații între vârsta craterelor de impact și momentul inversărilor. Indiferent de cauză, atunci când polul magnetic se răstoarnă de la o emisferă la alta, aceasta este cunoscută sub numele de inversare, în timp ce variațiile temporare de înclinare a dipolului care duc axa dipolului peste Ecuator și apoi înapoi la polaritatea inițială sunt cunoscute sub numele de excursii.

studiile fluxurilor de lavă de pe Muntele Steens, Oregon, indică faptul că câmpul magnetic s-ar fi putut schimba cu o rată de până la 6 grade pe zi la un moment dat în istoria Pământului, ceea ce provoacă în mod semnificativ înțelegerea populară a modului în care funcționează câmpul magnetic al Pământului.

studiile Paleomagnetice, cum ar fi acestea, constau de obicei în măsurători ale magnetizării rămășițelor rocii magmatice din evenimentele vulcanice. Sedimentele așezate pe fundul oceanului se orientează cu câmpul magnetic local, un semnal care poate fi înregistrat pe măsură ce se solidifică. Deși depozitele de rocă magmatică sunt în mare parte paramagnetice, ele conțin urme de materiale ferri – și antiferomagnetice sub formă de oxizi feroși, oferindu-le astfel capacitatea de a poseda magnetizare rămasă. De fapt, această caracteristică este destul de comună în numeroase alte tipuri de roci și sedimente găsite în întreaga lume. Unul dintre cei mai comuni dintre acești oxizi găsiți în depozitele de roci naturale este magnetitul. ca un exemplu al modului în care această proprietate a rocilor magmatice ne permite să determinăm că câmpul Pământului s-a inversat în trecut, luați în considerare măsurătorile magnetismului de-a lungul crestelor oceanice. Înainte ca magma să iasă din manta printr-o fisură, aceasta se află la o temperatură extrem de ridicată, peste temperatura Curie a oricărui oxid feros pe care îl poate conține. Lava începe să se răcească și să se solidifice odată ce intră în ocean, permițând acestor oxizi feroși să-și recapete în cele din urmă proprietățile magnetice, în special capacitatea de a deține o magnetizare rămasă. Presupunând că singurul câmp magnetic prezent în aceste locații este cel asociat cu Pământul însuși, această rocă solidificată devine magnetizată în direcția câmpului geomagnetic. Deși puterea câmpului este destul de slabă și conținutul de fier al probelor tipice de rocă este mic, magnetizarea rămășiței relativ mici a probelor se încadrează bine în rezoluția magnetometrelor moderne. Vârsta și magnetizarea probelor de lavă solidificate pot fi apoi măsurate pentru a determina orientarea câmpului geomagnetic în epocile antice.

detectarea câmpului Magnetic

abaterile unui model de câmp magnetic de la datele măsurate, date create de sateliți cu magnetometre sensibile

Intensitatea câmpului magnetic al pământului a fost măsurată de Carl Friedrich Gauss în 1835 și a fost măsurată în mod repetat de atunci, arătând o degradare relativă de aproximativ 10% în ultimii 150 de ani. Satelitul Magsat și sateliții ulteriori au folosit magnetometre vectoriale cu 3 axe pentru a sonda structura 3-D a câmpului magnetic al Pământului. Satelitul de mai târziu a permis o comparație care indică un geodinamic dinamic în acțiune care pare să dea naștere unui pol alternativ sub Oceanul Atlantic la vest de S. Africa.

guvernele operează uneori unități specializate în măsurarea câmpului magnetic al Pământului. Acestea sunt observatoare geomagnetice, de obicei parte a unui studiu geologic Național, de exemplu Observatorul Eskdalemuir al British Geological Survey. Astfel de observatoare pot măsura și prognoza condițiile magnetice care uneori afectează comunicațiile, energia electrică și alte activități umane. (Vezi furtună magnetică.)

Rețeaua Internațională de observatori magnetici în timp real, cu peste 100 de observatoare geomagnetice interconectate din întreaga lume, înregistrează câmpul magnetic al Pământului din 1991.

armata determină caracteristicile câmpului geomagnetic local, pentru a detecta anomalii în fundalul natural care ar putea fi cauzate de un obiect metalic semnificativ, cum ar fi un submarin scufundat. De obicei, acești detectori de anomalii magnetice sunt zburați în aeronave precum Nimrod din Marea Britanie sau remorcați ca instrument sau o serie de instrumente de la navele de suprafață.

Din punct de vedere comercial, companiile de prospectare geofizică folosesc, de asemenea, detectoare magnetice pentru a identifica anomaliile care apar în mod natural din corpurile de minereu, cum ar fi anomalia magnetică Kursk.

animalele, inclusiv păsările și țestoasele, pot detecta câmpul magnetic al Pământului și pot folosi câmpul pentru a naviga în timpul migrației. Vacile și căprioarele sălbatice tind să-și alinieze corpul nord-sud în timp ce se relaxează, dar nu și atunci când animalele sunt sub linii electrice de înaltă tensiune, ceea ce îi determină pe cercetători să creadă că magnetismul este responsabil.

Seismo-electromagnetica este un domeniu de cercetare care vizează predicția cutremurului.

Note

1. ^ T. N. W. McElhinney și W. E. Senanayake, J. Geophys. Rezoluția 85, 3523 (1980).
2. ^ B. A. Buffett. Nucleul Pământului și Geodinamul. Știință, vol. 288 (5473), 2000, pp.2007 – 2012. DOI: 10.1126 / știință.288.5473.2007.
3. ^ Cosmos Online – vântul Solar care smulge bucăți de pe Marte (http://www.cosmosmagazine.com/news/2369/solar-wind-ripping-chunks-mars)
4. ^ AFP (2009-01-13). „Câmpul Magnetic al pământului schimbă clima”. Discovery News. http://dsc.discovery.com/news/2009/01/13/magnetic-field-climate.html. Accesat în 2010-02-24.
5. ^ „problemă cu locațiile polilor „magnetici”de pe graficele globale”. Eos Vol. 77, Nr.36, Uniunea Geofizică Americană, 1996.
6. ^ pagina web NASA despre cercetarea lui Larry Nisbet
7. ^ Geomagnetism, Polul Magnetic nord. Resurse Naturale Canada, 2005-03-13.
8. ^ Polul Magnetic sudic. Commonwealth of Australia, Divizia Antarctică Australiană, 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 februarie 2006)
12. ^ Usui, Y.; Tarduno, J. A.; Watkeys, M.; Hofmann, A.; Cottrell, R. D. (2009). „Dovezi pentru o remanență magnetică veche de 3,45 miliarde de ani: indicii ale unui geodinamic antic din conglomerate din Africa de Sud”. Geochimie Geofizică geosisteme 10: Q09Z07. doi: 10.1029/2009gc002496. edit
13. ^ Tarduno, J. A.; Cottrell, R. D.; Watkeys, M. K.; Hofmann, A.; Doublovine, P. V.; Mamajek, E. E.; Liu, D.; Sibeck, D. G. și colab. (2010). „Geodinamo, vânt Solar și Magnetopauză acum 3,4 până la 3,45 miliarde de ani”. Știință 327 (5970): 1238. doi: 10.1126 / știință.1183445. PMID 20203044. edit
14. ^ Thompson, Andrea (16 decembrie 2008). „Scurgeri găsite în scutul Magnetic de protecție al Pământului”. Space.com. Imaginova Corp.. http://www.space.com/scienceastronomy/081216-agu-solar-storm-shield-break.html. Accesat în 2009-03-28.
15. ^ Phillips, Tony (29 Decembrie 2003). „Câmpul Magnetic Inconstant al pământului”. Știință@Nasa. http://science.nasa.gov/science-news/science-at-nasa/2003/29dec_magneticfield/. Accesat La 27 Decembrie 2009.
16. ^ Coe, R. S.; PR Xvvot, M.; tabere, P. (20 aprilie 1995). „Noi dovezi pentru schimbarea extraordinar de rapidă a câmpului geomagnetic în timpul unei inversări”. Natură 374: 687. doi: 10.1038 / 374687a0. http://www.nature.com/nature/journal/v374/n6524/abs/374687a0.html.
17. ^ Revizuirea anuală a Pământului și a științei planetare, 1988 16 p.435 „variații de timp ale câmpului Magnetic al Pământului: de la zilnic la Secular” de Vincent Courtillot și Jean Louis Le Mouel
18. ^ Hulot G, Eymin C, Langlais B, Mandea M, Olsen n (aprilie 2002). „Structura la scară mică a geodinamului dedusă din datele satelitului Oersted și Magsat”. Natură 416 (6881): 620-3. doi: 10.1038 / 416620a.PMID 11948347.
19. ^ Deutschlander M, Phillips J, Borland S(1999)” cazul orientării magnetice dependente de lumină la animale ” Jurnalul de Biologie Experimentală 202 (8): 891-908
20. ^ Burda, H; Begall, s; Cerveny, J; Neef, J; Nemec, P (Mar 2009). „Câmpurile electromagnetice de frecvență extrem de joasă perturbă alinierea magnetică a rumegătoarelor.”. Lucrările Academiei Naționale de științe din Statele Unite ale Americii 106 (14): 5708-13. doi: 10.1073 / pnas.0811194106. PMID 19299504.
21. ^ Dyson, PJ (2009). „Biologie: vaci electrice”. Natură 458 (7237): 389. doi: 10.1038 / 458389a.PMID 19325587.

Wikimedia Commons are conținut media legat de: câmpul magnetic al Pământului

• William J. broad, busolele vor arăta spre sud?. New York Times, 13 Iulie 2004.John Roach, de ce câmpul Magnetic al Pământului se învârte?. National Geographic, 27 Septembrie 2004.
• când nordul merge spre sud. Proiecte în informatică științifică, 1996.
• 3D pământ câmp Magnetic încărcat-simulator de particule. Instrument dedicat simularea 3d a particulelor încărcate în magnetosferă..
• Marele Magnet, Pământul, Istoria descoperirii câmpului magnetic al Pământului de David P. Stern.
• explorarea magnetosferei Pământului, site-ul web educațional de David P. Stern și Mauricio Peredo

preluat de la „http://en.wikipedia.org/wiki/Earth%27s_magnetic_field”