Testi 

Zemljino magnetno polje deluje. Kakšno je magnetno polje Zemlje? Magnetno polje: zanimivo dejstvo

Bibliografski opis: Korobko P.I., Frolova V.M., Lobanov I.A., Titova N.A., Panshina S.G., Panshin E.A. magnetno polje Dežela pri reševanju problemov regij skrajnega severa // Mladi znanstvenik. - 2016. - Št. 5. - S. 62-68..06.2019).





Za večino ozemelj skrajnega severa edini možen način prometna komunikacija je letalo. V poletni navigacijski sezoni se pomorski promet uporablja samo za dostavo tovora. Potniško sporočilo manjka zaradi velika dolžina morske poti. Železniške in avtomobilske komunikacije s "kopno" načeloma ni.

Energija je še en zelo pereč problem v regijah skrajnega severa. Če se v drugih toplejših regijah države energetske težave uspešno rešujejo z delovanjem hidroelektrarn, potem na območjih, ki mejijo na obalo severnega Arktični ocean Takšna možnost izgubi svoje prednosti (zaradi zmrzovanja rek pozimi), ponekod pa je zaradi premajhne višinske razlike (potrebna za delovanje hidroelektrarne) ponekod neizvedljiva.

Gradnja elektrarn na fosilna goriva v polarnem podnebju in permafrost ekonomsko neupravičeno, njihova vračilna doba je predolga, poleg tega se nahajajo naftna in plinska polja na precejšnji razdalji od krajev, kjer je potrebna električna energija. Tako se gorivo na številna obalna območja prevaža po morju.

Očitno odvisnost regije od občasne oskrbe z gorivom in nerednega potniškega in tovornega prometa ne more dovoliti, da se regije razvijejo v polno moč... V okviru tega članka je predlagana tehnična rešitev za prometne povezave med naselja Salekhard - Anadyr, pa tudi metode pridobivanja energije neposredno v regijah, ki jih potrebujejo, kar bo odprlo nove možnosti za razvoj objektov na skrajnem severu.

Značilnosti, ki jih mora izpolnjevati razvito vozilo:

- uporaba obnovljivih, varnih, okolju prijaznih in potencialnih virov energije. V tem primeru je treba dati prednost dražjemu, vendar delujočemu na podlagi obnovljivih virov in okolju prijaznega vira energije;

- uporaba najnovejše tehnologije in inovativne rešitve.

Za izvedbo tega projekta smo izvedli naslednje študije:

- analiza geografskih in podnebnih značilnosti ozemelj, po katerih bi morala potekati pot "Anadyr - Salekhard";

- analiza uporabljenega prevoza na območju predlagane poti;

- iskanje možnih obnovljivih virov energije.

Preden smo začeli razvijati tehnično rešitev za prometne povezave med naselji Salekhard - Anadyr, smo analizirali geografske in podnebne značilnosti ozemelj, po katerih naj bi potekala pot Anadyr - Salekhard. Na kratko lahko rečemo, da se mesti Anadir in Salekhard nahajata približno na istem geografska širina... Verjetna pot poteka skozi polarno območje s subarktičnim podnebjem. To ozemlje je vključeno v območje aurore. Majhen dotok sončnega sevanja, ravninski relief, odprt za vdor zračnih mas iz Arktike v poletni čas in prehlajene celinske mase pozimi določajo ostro celinskost in resnost podnebja.

Permafrost, obilo močvirja, jezer in rek. Dolge zime, kratka hladna poletja, močan veter, nepomembna debelina snežne odeje - vse to prispeva k zmrzovanju tal do velike globine.

Analiza prevoza, ki se uporablja na območju predlagane poti, je pokazala, da se zaradi nestabilnega vremena, ki je nagnjeno k dežju, sneženju in močnemu vetru, leti letala lahko zamujajo ali v celoti odpovejo. Spomladi in jeseni v določenih intervalih letala sploh ne letijo. Obstoječi pomorski promet v poletni navigacijski sezoni se uporablja samo za dostavo tovora. Potniškega prometa zaradi velike dolžine morskih poti ni. Železniške in avtomobilske komunikacije s "kopno" načeloma ni.

Naša skupina je analizirala najnovejše dosežke znanosti in tehnologije na področju prometa in uporabe novih vrst energije, ki jih je mogoče uporabiti za izvedbo projekta.

Pred kratkim, konec prejšnjega stoletja (1986), so ga odprli nova vrsta superprevodniki, ki takrat niso potrebovali zelo nizkih temperatur, so znani superprevodniki - živo srebro in svinec pridobili superprevodne lastnosti pri temperaturah do -270 ° C. Trenutno keramični vodniki pridobijo superprevodne lastnosti pri temperaturah od -191 ° C do -183 ° C. To temperaturo je mogoče vzdrževati s tekočim dušikom (nastane pri temperaturi -195,75 ° C). To odkritje je drastično znižalo stroške superprevodnikov.

To odkritje bo omogočilo ustvarjanje močnih supermagnetov, ki se držijo v zraku vozil kot vlak.

Da bi spravili vlak na magnetno levitacijo, zadostuje curek stisnjenega zraka, da premaga silo zračnega upora.

Toda za uporabo tekočega dušika je potrebna hladilna oprema. In za delovanje hladilne opreme je potreben vir energije. Kje ga lahko dobim v tundri? Potreben je vir energije.

Iščite vire energije.

Ob upoštevanju podnebnih in geografskih značilnosti ozemlja predlagane poti smo ugotovili, da je pot v območju polarnega sijanja.

Aurora je najbolj veličasten pojav, ki ga človek lahko opazi na Zemlji. Toda aurora ni le veličasten in lep prizor. Je edina manifestacija vpliva sončnega sevanja na prostor blizu Zemlje in zemeljsko atmosfero, ki jo lahko vidimo s prostim očesom.

Aurora je sij zemeljske atmosfere pod vplivom tokov sončnih delcev, ki vdirajo v ozračje.

Okoli nje tečejo sončni tokovi, ki se približujejo Zemlji, saj je Zemlja pred temi delci zaščitena z lastnim magnetnim poljem. Vendar je konfiguracija zemeljskega magnetnega polja taka, da nekateri od teh delcev prodrejo v magnetosfero, iz nje pa v zgornjo atmosfero. Ti delci, ki imajo veliko količino energije in prodirajo v zemeljsko atmosfero, trčijo v atome in molekule zgornje atmosfere in povzročijo, da zažari.

Polarni sij lahko primerjamo z Ognjeno ptico iz ljudskih legend in pravljic. Izkazalo se je, da so naši znanstveniki že ugotovili, kako ujeti to Firebird za rep. In če to uporabimo v tem projektu, bomo dali življenje edinstvenemu izumu ruskega fizika N.P.Danilkina ("Inštitut za uporabno geofiziko po akademiku E.K. Fedorovu." polarne luči, imenovane ionosfera.

Bistvo metode je naslednje.

Predlaga se uporaba možnosti črpanja električne energije iz ionosfere, kjer tokovi tečejo na višinah več kot 100 km nad zemeljskim površjem. Takšna elektrarna bi morala biti nameščena na površini Zemlje in bo črpala energijo iz bližnjezemeljskega vesolja s pretvorbo elektromagnetne energije, ki je posledica delovanja sil planetarne narave, v električni tok za tehnične namene .

Izkazalo se je, da glavni "prenos" energije vzdolž verige sončno-zemeljskih povezav nastane kot posledica sončnih izbruhov, ki jih spremljajo magnetne nevihte. Vendar pa se v območju polarnega sija in v mirnem stanju, še bolj pa v obdobjih magnetnih neviht, moč magnetnega polja na zemeljski površini nenehno spreminja.

Torej, če je enožično vezje nameščeno na površini Zemlje, potem v takem vezju v obdobju, ko se jakost magnetnega polja spreminja v skladu z zakoni fizike, elektromotorna sila povzroča električni tok.

Skupna moč tokov, ki nenehno tečejo v zemeljski ionosferi, bistveno presega potrebe človeštva. Če se naučite tehnološko kompetentno povezati s temi tokovi, se bo celoten proces izkazal za okolju prijaznega in varnega.

Da bi povečali zmogljivost takšne elektrarne, se lahko vzporedno s tem vezjem povežete zahtevani znesek konture.

Obstaja tudi način za zmanjšanje električnega upora vezja z uporabo fenomena superprevodnosti.

Seveda je treba pred gradnjo elektrarn in polaganjem nadvoza za vlak z magnetno levitacijo opraviti veliko resnih izračunov, eksperimentov in razvojnega dela. Kljub temu pa že obstajajo dejstva, ki dokazujejo tehnološko izvedljivost in potencial takšne elektrarne. To na primer dobro ponazarjajo dogodki, ki so se zgodili v provinci Quebec (Kanada) od 13. do 14. marca 1989. V tem času po močna bliskavica na Soncu in prehodu velikega naboja energije vzdolž verige procesov na liniji "Sonce-Zemlja" se je izkazalo, da so značilnosti polja elektromagnetne indukcije v tem območju locirane tako, da so nastali močni indukcijski tokovi v visokonapetostnih daljnovodih. Hkrati se je moč teh tokov izkazala za takšno, da so varovalke odrezale 40 % moči celotnega elektroenergetskega sistema Hydro-Quebec, kar je znašalo 9 GW. Upoštevajte, da ti močni indukcijski tokovi izvirajo iz sistema, ki ni bil osredotočen na njihovo sprejemanje!

Še en slavni dogodek se je zgodil od 1. do 2. septembra 1859. To je bila najmočnejša geomagnetna nevihta doslej. Kompleks dogodkov, ki vključuje tako geomagnetno nevihto kot močne aktivne pojave na Soncu, ki so jo povzročili, se včasih imenuje "Carringtonov dogodek".

Od 28. avgusta do 2. septembra so na Soncu opazili številne sončne pege in izbruhe. Tik po poldnevu 1. septembra je britanski astronom Richard Carrington opazil največji izbruh, ki je povzročil ogromen izbruh sončnega sevanja. Odhitel je na Zemljo in jo dosegel po 18 urah, kar je zelo hitro, saj se ta razdalja z izmetom običajno premaga v 3-4 dneh. Izbruh se je premikal tako hitro, ker mu je prejšnji izbruh odprl pot. Začela se je največja geomagnetna nevihta v zgodovini registracije, ki je povzročila odpoved telegrafskih sistemov po vsej Evropi in Severni Ameriki. Severni sij so opazili po vsem svetu, tudi nad Karibskimi morji;

Posledično je 1. in 2. septembra 1859 odpovedal celoten telegrafski sistem v Severni Ameriki in po vsej Evropi: iskrili so daljnovodi, telegrafski papir se je spontano vžgal, nekatere naprave, kot je telegraf, pa so mirno nadaljevale svoje delo, saj so bile že odklopljene. iz vira energije.

Iz izračunov ruskega fizika N.P.Danilkina (Inštitut za uporabno geofiziko po akademiku E.K. Fedorovu) je mogoče sklepati na dva zaključka:

- predlagana metoda je sposobna pridobiti iz ionosfere zadostno električno energijo za industrijske namene;

- ionosfera in magnetosfera imata dovolj energije za navedene namene.

Glavne pomanjkljivosti ta metoda pridobivanje energije na nivoju sodobna tehnologija so zelo impresivne dimenzije delovnega kroga in očitni visoki stroški njegovega ustvarjanja. Prednosti metode pa lahko presegajo te pomanjkljivosti, še posebej, če se odkrijejo novi materiali, primerni za reševanje tega problema.

Prednosti te elektrarne vključujejo:

- taka postaja, ko je enkrat zgrajena, se ne bo obrabila in bo teoretično delovala, dokler sije Sonce in veriga členov "Sonce - Zemlja" deluje;

- tehnološki proces črpanja energije iz ionosfere se izkaže za okolju prijazen in varen, niti teoretična možnost, da bi povzročila katastrofo, ne obstaja.

Izhod.

Eksperimentalna potrditev razvitega projekta v laboratorijskih pogojev .

Da bi dobili eksperimentalno potrditev ideje o pridobivanju električne energije iz ionosfere, je dovolj, da izvedemo poskus, prikazan v šolski tečaj fizika.

Po tem poskusu smo preučili, kaj je pojav elektromagnetne indukcije. Za poskus smo potrebovali galvanometer, trajni magnet in tuljavo z navito žico. Konci žice so bili povezani na tuljavo. Ko smo trajni magnet potisnili v tuljavo, se je galvanometer odklonil. To pomeni, da je v vezju nastal električni tok.

Ker v vezju nimamo nobenega vira toka, je logično domnevati, da tok nastane zaradi pojava magnetnega polja znotraj tuljave. Ko magnet potegnemo nazaj iz tuljave, bomo videli, da se bodo odčitki galvanometra spet spremenili, hkrati pa bo njegova puščica odstopala v nasprotno smer. Spet smo prejeli tok, vendar že usmerjen v drugo smer.

riž. .1 Pojav elektromagnetne indukcije

Nato smo izvedli podoben poskus z istimi elementi, le da je bil v tem primeru magnet pritrjen negibno. Zdaj smo odstranili in postavili na magnet samo tuljavo, povezano z galvanometrom. Posledično smo dobili podobne dogodke. Igla galvanometra nam je pri odklonu pokazala pojav toka v tokokrogu. Poleg tega, ko je bil magnet mirujoč, v vezju ni bilo toka - puščica je stala na nič.

riž. 2. Izvedba projektnega poskusa v laboratorijskih pogojih

Tuljavo je mogoče zamenjati s prevodno zanko in izvajati eksperimente s premikanjem in vrtenjem same zanke v stalnem magnetnem polju ali magneta znotraj stacionarne zanke. Rezultati bodo enaki – pojav toka v vezju, ko se magnet ali vezje premika.

Tako nam opravljeni poskus omogoča sklepanje:

S kakršno koli spremembo magnetnega toka, ki prodre v zanko zaprtega prevodnika, nastane električni tok v ta dirigent. V tem primeru električni tok obstaja v med celotnim procesom spreminjanja magnetnega toka.

Enak princip se uporablja pri metodi pridobivanja električne energije iz ionosfere. Naš planet Zemlja je ogromen magnet s stalnim magnetnim poljem. Zaradi vpliva sončnega sevanja na naš planet se magnetno polje Zemlje nenehno spreminja. Še posebej velike vrednosti variacij magnetnega polja so opažene v avroralnem območju. Tam lahko pogosto opazimo magnetne nevihte in nevihte.

Opis tehnične rešitve.

Po izvedbi načrtovanih študij je bila pripravljena naslednja rešitev:

Promet, ki povezuje obe regiji na skrajnem severu, bi moral biti udoben magnetni levitacijski vlak z uporabo najnovejše generacije superprevodnikov. Če ideje o uporabi superprevodnikov ni mogoče praktično uresničiti, uporabite lastnost odbijanja podobnih polov magnetov.

riž. 3. Oris projekta

1) Energija, potrebna za napajanje nadvoza in vlaka magnetne levitacije, se pridobi z metodo pridobivanja električne energije iz ionosfere. Poleg tega je mogoče vzdolž celotne trase postaviti močne vetrne generatorje in izkoristiti energijo močnih vetrov na teh mestih.

2) Če je peron, s katerega naj vlak odpelje, nameščen na nadmorski višini 400 metrov, nato pa je cesta, po kateri bo vlak drsela na magnetni levitaciji, položena po pobočju, potem ko doseže nivo Na Zemlji bo vlak imel hitrost približno 310 km / h. Ko se približa ciljni postaji, se bo cesta, po kateri se vlak giblje, počasi začela dvigovati do 400 m. Vlak se bo ustavil na mestu prihoda. Če na katerem koli odseku nima dovolj hitrosti, bo s pomočjo curka stisnjenega zraka vlak dobil zahtevano hitrost.

riž. 4. Shema perona odhoda in prihoda

Načrt za izvedbo predlaganega projekta.

Za izvedbo projekta morate:

1) Izvajanje raziskovalnega dela o razvoju prometa na magnetni blazini z uporabo električne energije, pridobljene iz zgornjih plasti atmosfere v avroralnem območju, imenovanem ionosfera (obdobje dela po mnenju strokovnjakov je 2–3 leta) ;

2) Izvajanje razvojnih del pri ustvarjanju transporta na magnetni blazini z uporabo električne energije, pridobljene iz zgornjih plasti atmosfere v območju aurora borealis, imenovano ionosfera. Rezultat dela: prototip cestnega odseka z vlakom na magnetni blazini z uporabo električne energije, pridobljene iz zgornjih plasti atmosfere v avroralnem območju, imenovanem ionosfera (obdobje dela po mnenju strokovnjakov je 5–7 leta).

- izvajanje projekta na odseku Anadyr-Salekhard. (obdobje opravljanja dela na ocenjevanju specialistov je 25–30 let).

Ocena učinkovitosti inučinkovitosti.

Izhod

Na Zemlji obstaja alternativni, okolju prijazen in obnovljiv vir planetarne elektromagnetne energije, ki se nenehno dopolnjuje s procesi, ki izvirajo iz Sonca in prihajajo na Zemljo prek verige sončno-zemeljskih povezav. Sodobna tehnološka raven omogoča uporabo te energije.

Slabosti projekta

- impresivna velikost

- visoki stroški njegovega ustvarjanja.

Prednosti projekta:

- vzdržljivost elektrarne;

- neizčrpen vir energije (Sonce);

- prijaznost do okolja;

- donosnost zaradi brezplačne električne energije;

- s takšnim virom električne energije je mogoče razviti infrastrukturo na celotnem ozemlju, kjer poteka nadvoz za vlak.

- možnost razvoja novih ozemelj.

Literatura:

  1. Kaku M. Fizika prihodnosti. Prevod iz angleščine. Moskva 2014;
  2. Danilkin N. P. "O možnosti pridobivanja električne energije iz ionosfere" "Elektrika". 1996, številka 4, str. 71-75;
  3. Dmitriev A. N., Shitov A. V. Tehnogeni vpliv na naravne procese Zemlje. Gorno-Altajsk, 2001 str. devet;
  4. Dokumentika.org [Elektronski vir]. - Način dostopa: http://dokumentika.org/zemli/solnechnaya-burya-1859-goda.

100 velikih skrivnosti Zemlje Volkov Aleksander Viktorovič

Kako nastane zemeljsko magnetno polje?

Če Zemlja ne bi imela magnetnega polja, bi bila ona sama in svet živih organizmov, ki ga naseljujejo, videti povsem drugače. Magnetosfera kot ogromen zaščitni ščit ščiti planet pred kozmičnim sevanjem, ki nenehno pada nanj. O moči toka nabitih delcev, ki ne izhajajo samo iz Sonca, ampak tudi od drugih nebesna telesa, lahko sodimo po tem, kako je zemeljsko magnetno polje deformirano. Na primer, pod pritiskom sončnega vetra se silnice polja s strani, obrnjene proti Soncu, pritisnejo na Zemljo, z nasprotne strani pa plapolajo kot rep komete. Opazovanja kažejo, da se magnetosfera razteza 70-80 tisoč kilometrov proti Soncu in mnogo milijonov kilometrov v nasprotni smeri od njega.

Najbolj zanesljivo ta zaslon opravlja svoje funkcije tam, kjer je najmanj deformiran, kjer se nahaja vzporedno z zemeljsko površino ali rahlo nagnjen k njej: v ekvatorialnem območju ali v zmernih širinah. Toda bližje polim se v njem najdejo pomanjkljivosti. Kozmično sevanje prodre na površje Zemlje in ob trku z nabitimi delci (ioni) zračnega ovoja v ionosferi ustvari barvit učinek - bliske aurore borealis. Če tega zaslona ne bi bilo, bi kozmično sevanje nenehno prodiralo na površje planeta in povzročalo mutacije v genetski dediščini živih organizmov. Laboratorijski poskusi tudi kažejo, da odsotnost zemeljskega magnetizma negativno vpliva na nastanek in rast živih tkiv.

Skrivnosti Zemljinega magnetnega polja so tesno povezane z njegovim izvorom. Naš planet sploh ni podoben paličnemu magnetu. Njegovo magnetno polje je veliko bolj zapleteno. Obstajajo različne teorije, ki pojasnjujejo, zakaj ima Zemlja to polje. Dejansko, da bi obstajal, je treba izpolniti enega od dveh pogojev: ali se znotraj planeta nahaja ogromen "magnet" - nekakšno magnetizirano telo (dolgo časa so tako verjeli znanstveniki) ali tam teče električni tok.

V novejši čas najbolj priljubljena je teorija zemeljskega »dinamo-stroja«. Sredi štiridesetih let prejšnjega stoletja ga je predlagal sovjetski fizik Ya.I. Frenkel. Več kot 90 odstotkov zemeljskega magnetnega polja nastane z delom tega "dinama". Preostanek ga ustvarijo magnetizirani minerali v zemeljski skorji.

Računalniški model zemeljskega magnetnega polja

Kako nastane zemeljsko magnetno polje? Na razdalji približno 2900 kilometrov od njenega površja se začne zemeljsko jedro – tisto območje planeta, ki ga raziskovalci nikoli ne bodo mogli doseči. Jedro je sestavljeno iz dveh delov: trdnega notranjega jedra, stisnjenega pod pritiskom 2 milijona atmosfer in ki vsebuje predvsem železo, in staljenega zunanjega dela, ki se obnaša zelo kaotično. Ta talina železa in niklja je nenehno v gibanju. Magnetno polje ustvarjajo konvektivni tokovi v zunanjem jedru. Te tokove podpira izrazita temperaturna razlika med trdnim notranjim jedrom in zemeljskim plaščem.

Notranji del jedra se vrti hitreje od zunanjega in igra vlogo rotorja - vrtljivega dela električnega generatorja, zunanji del pa vlogo statorja (njegov stacionarni del). V staljeni snovi zunanjega jedra se vzbudi električni tok, ki posledično ustvari močno magnetno polje. To je princip dinama. Z drugimi besedami, zemeljsko jedro je ogromen elektromagnet. Linije sile magnetnega polja, ki ga je ustvaril, se začnejo v območju enega pola Zemlje in se končajo v območju drugega pola. Oblika in intenzivnost teh linij se razlikujeta.

Magnetno polje Zemlje se je, kot verjamejo znanstveniki, rodilo že v času, ko je planet šele nastajal. Sonce je morda odigralo odločilno vlogo. Sprožil je ta naravni "dinamo", ki deluje še danes.

Jedro je obdano s plaščem. Njegove spodnje plasti so pod visokim pritiskom in segrete na zelo visoke temperature... Na meji, ki ločuje plašč in jedro, potekajo intenzivni procesi prenosa toplote. Prenos toplote igra ključno vlogo. Toplota teče v hladnejši plašč iz žarečega jedra Zemlje, kar vpliva na konvektivne tokove v samem jedru in jih spreminja.

V subdukcijskih conah se na primer odseki morskega dna potopijo globoko v Zemljo in skoraj dosežejo mejo, ki ločuje plašč in jedro. Ti kosi litosferske plošče, "Poslano" za taljenje v črevesju planeta, je opazno hladnejši od dela plašča, kjer so se znašli. Hladijo okoliške predele plašča in toplota začne pritekati sem s strani zemeljskega jedra. Ta postopek je zelo dolgotrajen. Izračuni kažejo, da se včasih šele po več sto milijonih let temperatura ohlajenih predelov plašča izenači.

Po drugi strani pa žareča snov, ki se dviga v obliki ogromnih curkov z meje, ki ločuje plašč in jedro, doseže površino planeta. To kroženje snovi, ti zapleteni procesi pretoka gor in dol, po »zemeljskem dvigalu« bodisi vroče bodisi zelo hladne snovi, nedvomno vplivajo na delovanje naravnega »dinama«. Prej ali slej izgubi svoj običajni ritem, nato pa se magnetno polje, ki ga ustvarja, začne spreminjati. Računalniški modeli kažejo, da se občasno lahko vse konča z menjavo magnetnih polov.

V tem obratu polov ni nič nenavadnega. To se je v zgodovini našega planeta zgodilo veliko. Vendar pa so bili časi, ko se je obračanje polov ustavilo. Na primer, v obdobju krede skoraj 40 milijonov let niso menjali mesta.

Da bi razložili ta pojav, so francoski raziskovalci pod vodstvom Françoisa Petrelija opozorili na položaj celin glede na ekvator. Izkazalo se je, da več celin leži na eni od zemeljskih polobl, pogosteje njeno magnetno polje spreminja svojo smer. Če se, nasprotno, celine nahajajo simetrično glede na ekvator, potem ostane magnetno polje več milijonov let stabilno.

Torej, morda položaj celin vpliva na konvekcijske tokove v zunanjem delu jedra? V tem primeru se ta vpliv izvaja skozi subdukcijske cone. Ko bodo skoraj vse celine na eni od hemisfer, bo več subdukcijskih con. Masivna hladna skorja se bo potopila do meje, ki ločuje plašč in jedro, in se tam kopičila. Nastale blokade bodo nedvomno motile izmenjavo toplote med plaščem in jedrom. Računalniški model kaže, da se zaradi tega premikajo tudi konvektivni tokovi v zunanjem jedru. Zdaj so že asimetrični glede na ekvator. Očitno je s takšno razporeditvijo zemeljski »dinamo« lažje neuravnotežiti. Je kot oseba, ki stoji na eni nogi in je pripravljena izgubiti ravnotežje zaradi rahlega potiska. Tako se magnetno polje nenadoma "obrne".

Torej je zelo verjetno, da na spremembo magnetnih polov vplivajo tektonski procesi, ki se dogajajo na našem planetu, predvsem pa gibanje celin. Nadaljnje paleomagnetne študije lahko to razjasnijo.V vsakem primeru znanstveniki odkrivajo vedno več dejstev, ki kažejo, da obstaja določena povezava med gibanjem litosferskih plošč na zemeljskem površju in »dinamom«, ki ustvarja zemeljsko magnetno polje in se nahaja v samem središču planeta....

Iz knjige Big Sovjetska enciklopedija(BP) avtorja TSB

Iz knjige Velika sovjetska enciklopedija (GR) avtorja TSB

Iz knjige Velika sovjetska enciklopedija (KR) avtorja TSB

Iz knjige Velika sovjetska enciklopedija (MA) avtorja TSB

Iz knjige Velika sovjetska enciklopedija (ME) avtorja TSB

Iz knjige Velika sovjetska enciklopedija (EL) avtorja TSB

Iz knjige Najnovejša knjiga dejstev. Zvezek 3 [Fizika, kemija in tehnologija. Zgodovina in arheologija. Razno] Avtor Kondrašov Anatolij Pavlovič

Iz knjige Vse o vsem. 3. zvezek avtor Likum Arkadij

Pod kakšnimi pogoji pride do privida? Miraža je optični pojav v ozračju, ki sestoji iz dejstva, da je skupaj z oddaljenim predmetom (ali kosom neba) vidna njegova virtualna podoba, premaknjena glede na predmet. Če je subjekt pod obzorjem, je viden le imaginarni

Iz knjige Kako napisati zgodbo avtor Watts Nigel

Kaj povzroča mumps? Mumps je nalezljiva bolezen, pri kateri nabreknejo žleze slinavke. V tem primeru so prizadete predvsem parotidne žleze slinavke. Vzrok mumpsa je virus, ki vstopi v te žleze. In ta bolezen se skoraj širi

Iz knjige Zaprtje: majhne tragedije in velike težave Avtor Butorova Ljudmila Ivanovna

Kako nastane scena V vsakem prizoru poskusite najti dramo in nekaj, kar pritegne pozornost. Če teh predmetov ni, jih poiščite. V nekaterih primerih so prizori potrebni samo zato, da lahko bralec dobi informacije, ki jih potrebuje. Preverite, ali je takšen prizor uspešen

Iz knjige Najboljše za zdravje od Bragga do Bolotova. Odlična referenčna knjiga sodobni wellness avtor Mokhovoy Andrey

Iz knjige 100 velikih skrivnosti astronomije Avtor Volkov Aleksander Viktorovič

Iz knjige Svet okoli nas Avtor Sitnikov Vitalij Pavlovič

Skrivnostna geologija Lune: magnetno polje, vulkanski izbruhi, potresna aktivnost Ena za drugo avtomatske postaje hitijo na Luno. Vsakič pridejo na planet, za katerega se zdi, da ga ne poznamo. Obiskali smo ga, a nismo izvedeli vseh njegovih skrivnosti. Kako

Iz knjige Kdo je kdo v naravnem svetu Avtor Sitnikov Vitalij Pavlovič

Zakaj pride do nevihte? Satelitski pogled na nevihto Nevihta ni samo dež, grom in strela. Ni čudno, da ljudje o nevihti pravijo, da »naleti«. Nevihta pride skupaj z močnim, sunkovitim vetrom, vihri se vrtijo, veter trga veje dreves, kot da bi jih hotel izruvati

Iz knjige Preprosta vprašanja. Knjiga, ki izgleda kot enciklopedija Avtor Antonets Vladimir Aleksandrovič

Kako nastane luminiscenca? Nekatere snovi so sposobne žareti pod vplivom katerega koli vira energije. Če je tak vir električna razelektritev, potem je to elektroluminiscenca. Fluorescentne cevi se uporabljajo za osvetlitev hiš in za osvetlitev

Iz avtorjeve knjige

Kako nastane smeh? Verjetno ni ljudi, ki se ne bi rad smejal. Vendar pa obstaja veliko ne preveč zanesljivih dokazov o zdravstvenih koristih smeha. Toda od kod prihaja? Znanost se resno ukvarja s tem vprašanjem. Obstaja celo mednarodne družbeštudirati

V zadnje dni Na znanstvenih informacijskih straneh se je pojavila velika količina novic o zemeljskem magnetnem polju. Na primer novica, da se je v zadnjem času bistveno spremenilo ali da magnetno polje prispeva k uhajanju kisika iz zemeljske atmosfere in celo, da se krave na pašnikih vodijo po linijah magnetnega polja. Kaj je magnetno polje in kako pomembne so vse zgoraj navedene novice?

Zemljino magnetno polje je območje okoli našega planeta, kjer delujejo magnetne sile. Vprašanje izvora magnetnega polja še ni dokončno rešeno. Vendar pa se večina raziskovalcev strinja, da je prisotnost magnetnega polja na Zemlji vsaj delno posledica njenega jedra. Zemljino jedro je sestavljeno iz trdnega notranjega in tekočega zunanjih delov. Vrtenje Zemlje ustvarja stalne tokove v tekočem jedru. Kot se bralec morda spomni iz pouka fizike, gibanje električnih nabojev ustvarja okoli njih magnetno polje.

Ena izmed najbolj razširjenih teorij, ki pojasnjuje naravo polja - teorija dinamo učinka - kaže, da konvektivna ali turbulentna gibanja prevodne tekočine v jedru prispevajo k samovzbujanju in vzdrževanju polja v stabilno stanje.

Zemljo si lahko predstavljamo kot magnetni dipol. Njegovo Južni pol se nahaja na geografskem severnem tečaju, sever pa na južnem. Pravzaprav geografski in magnetni pol Zemlje ne sovpadata ne le v "smeri". Os magnetnega polja je nagnjena glede na os vrtenja Zemlje za 11,6 stopinj. Ker razlika ni zelo pomembna, lahko uporabimo kompas. Njegova puščica kaže točno na južni magnetni pol Zemlje in skoraj natančno na severni geografski pol. Če bi kompas izumili pred 720 tisoč leti, bi označeval tako geografski kot magnetni Severni pol... Toda več o tem spodaj.

Magnetno polje ščiti prebivalce Zemlje in umetne satelite pred uničujočimi učinki kozmičnih delcev. Takšni delci vključujejo na primer ionizirane (nabiti) delce sončnega vetra. Magnetno polje spremeni njihovo pot in usmerja delce vzdolž linij polja. Potreba po magnetnem polju za obstoj življenja zoži obseg potencialno bivalnih planetov (če izhajamo iz predpostavke, da so hipotetično možne oblike življenja podobne kopenskim prebivalcem).

Znanstveniki ne izključujejo, da nekateri planeti zemeljski nimajo kovinskega jedra in so zato brez magnetnega polja. Do sedaj je veljalo, da skalnati planeti, tako kot Zemlja, vsebujejo tri glavne plasti: trdo skorjo, viskozni plašč in trdno ali staljeno železno jedro. V nedavnem delu so znanstveniki iz Massachusettsa Inštitut za tehnologijo predlagal nastanek "skalnatih" planetov brez jedra. Če bodo teoretični izračuni raziskovalcev potrjeni z opazovanji, potem bo za izračun verjetnosti srečanja s humanoidi v vesolju ali vsaj nekaj podobnega ilustracijam iz učbenika biologije treba prepisati.

Zemljani lahko izgubijo tudi magnetno zaščito. Res je, geofiziki še ne morejo natančno povedati, kdaj se bo to zgodilo. Dejstvo je, da zemeljski magnetni poli niso konstantni. Občasno menjajo mesta. Ne tako dolgo nazaj so raziskovalci ugotovili, da se Zemlja "spominja" na spremembo polov. Analiza teh "spominov" je pokazala, da sta se v zadnjih 160 milijonih let magnetni sever in jug zamenjala kraj približno 100-krat. Zadnjič se je ta dogodek zgodil pred približno 720 tisoč leti.

Spremembo polov spremlja sprememba konfiguracije magnetnega polja. V "prehodnem obdobju" v Zemljo prodre bistveno več kozmičnih delcev, ki so nevarni za žive organizme. Ena od hipotez, ki pojasnjuje izumrtje dinozavrov, trdi, da so velikanski plazilci izumrli ravno ob naslednji spremembi polov.

Poleg »sledov« načrtovanih ukrepov za menjavo polov so raziskovalci opazili nevarne premike v zemeljskem magnetnem polju. Analiza podatkov o njenem stanju v več letih je pokazala, da se je v zadnjih mesecih začel pojavljati. Tako ostrih "premikov" polja znanstveniki že zelo dolgo niso zabeležili. Območje, ki skrbi raziskovalce, je na južnem delu Atlantski ocean... "Debelina" magnetnega polja v tem območju ne presega tretjine "normalnega". Raziskovalci so to "luknjo" v zemeljskem magnetnem polju že dolgo opazili. Podatki, zbrani v 150 letih, kažejo, da je v tem obdobju polje oslabilo za deset odstotkov.

Vklopljeno ta trenutek težko je reči, kako to ogroža človeštvo. Ena od posledic oslabitve poljske jakosti je lahko povečanje (čeprav nepomembno) vsebnosti kisika v zemeljski atmosferi. Povezava med zemeljskim magnetnim poljem in tem plinom je bila vzpostavljena s pomočjo satelitskega sistema Cluster, projekta Evropske vesoljske agencije. Znanstveniki so ugotovili, da magnetno polje pospešuje kisikove ione in jih "vrže" v vesolje.

Kljub temu, da magnetnega polja ni mogoče videti, ga prebivalci Zemlje dobro čutijo. Ptice selivke, na primer, najdejo svojo pot in se osredotočajo nanjo. Obstaja več hipotez, ki natančno pojasnjujejo, kako zaznavajo polje. Eden od slednjih nakazuje, da ptice zaznavajo magnetno polje. Posebni proteini - kriptokromi - v očeh ptic selivk lahko spremenijo svoj položaj pod vplivom magnetnega polja. Avtorji teorije verjamejo, da lahko kriptokromi delujejo kot kompas.

Poleg ptic uporabljajo zemeljsko magnetno polje namesto GPS-a tudi morske želve. In, kot je pokazala analiza satelitskih fotografij, predstavljenih v okviru projekta Google Earth, krave. Po pregledu fotografij 8510 krav v 308 regijah sveta so znanstveniki ugotovili, da so te živali zaželene (ali od juga proti severu). Poleg tega "referenčne točke" za krave niso geografski, temveč magnetni poli Zemlje. Mehanizem zaznavanja magnetnega polja krav in razlogi za to reakcijo nanj ostajajo nejasni.

Poleg naštetih izjemnih lastnosti prispeva magnetno polje. Pojavijo se kot posledica nenadnih sprememb polja, ki se pojavljajo v oddaljenih predelih polja.

Magnetnega polja niso prezrli privrženci ene od »teorij zarote« – teorije lunine potegavščine. Kot že omenjeno, nas magnetno polje ščiti pred kozmičnimi delci. »Zbrani« delci se kopičijo v določenih delih polja – tako imenovanih Van Allenovih sevalnih pasovih. Skeptiki, ki ne verjamejo v resničnost pristanka na Luni, verjamejo, da bi med letom skozi sevalne pasove astronavti prejeli smrtonosno dozo sevanja.

Zemljino magnetno polje je neverjetna posledica zakonov fizike, zaščitni ščit, mejnik in ustvarjalec aurore borealis. Če ne bi bilo tega, bi življenje na Zemlji morda izgledalo zelo drugače. Na splošno, če ne bi bilo magnetnega polja, bi ga bilo treba izumiti.

V zadnjem stoletju so različni znanstveniki predstavili več domnev o zemeljskem magnetnem polju. Po enem od njih se polje pojavi kot posledica vrtenja planeta okoli svoje osi.

Temelji na nenavadnem Barnett-Einsteinovem učinku, ki pomeni, da pri vrtenju katerega koli telesa nastane magnetno polje. Atomi v tem učinku imajo svoj magnetni moment, saj se vrtijo okoli svoje osi. Tako se pojavi zemeljsko magnetno polje. Vendar ta hipoteza ni zdržala eksperimentalnih testov. Izkazalo se je, da je magnetno polje, pridobljeno na tako netrivialni način, nekaj milijonov krat šibkejše od resničnega.

Druga hipoteza temelji na pojavu magnetnega polja zaradi krožnega gibanja nabitih delcev (elektronov) na površini planeta. Izkazalo se je tudi za nevzdržno. Gibanje elektronov lahko povzroči pojav zelo šibkega polja, poleg tega ta hipoteza ne pojasnjuje inverzije zemeljskega magnetnega polja. Znano je, da severni magnetni pol ne sovpada z geografskim severom.

Sončni veter in tokovi plašča

Mehanizem nastanka magnetnega polja Zemlje in drugih planetov Solarni sistem ni v celoti raziskana in zaenkrat ostaja skrivnost za znanstvenike. Kljub temu ena predlagana hipoteza precej dobro pojasnjuje inverzijo in velikost indukcije realnega polja. Temelji na delovanju notranjih tokov Zemlje in sončnega vetra.

Notranji tokovi Zemlje tečejo v plašču, ki je sestavljen iz snovi z zelo dobro prevodnostjo. Jedro je trenutni vir. Energija se iz jedra na zemeljsko površino prenaša s konvekcijo. Tako se v plašču opazi stalno gibanje snovi, ki tvori magnetno polje po znanem zakonu gibanja nabitih delcev. Če njegov videz povežemo le z notranjimi tokovi, se izkaže, da morajo imeti vsi planeti, katerih smer vrtenja sovpada s smerjo vrtenja Zemlje, enako magnetno polje. Vendar pa ni. Jupitrov geografski severni pol sovpada s severnim magnetnim polom.

Pri oblikovanju zemeljskega magnetnega polja ne sodelujejo samo notranji tokovi. Že dolgo je znano, da reagira na sončni veter, tok visokoenergetskih delcev, ki izhajajo iz Sonca kot posledica reakcij, ki se pojavljajo na njegovi površini.

Sončni veter je po svoji naravi električni tok (gibanje nabitih delcev). Ker se odnaša zaradi vrtenja Zemlje, ustvari krožni tok, ki vodi do pojava zemeljskega magnetnega polja.

Vsebina članka

MAGNETNO POLJE ZEMLJE. Večina planetov v sončnem sistemu ima do te ali druge stopnje magnetna polja. Padajoči dipol magnetni moment na prvem mestu Jupiter in Saturn, sledita Zemlja, Merkur in Mars, glede na magnetni moment Zemlje pa je vrednost njunih trenutkov 20.000, 500, 1, 3/5000 3/10000. Magnetni dipolni moment Zemlje leta 1970 je bil 7,98 · 10 25 G / cm 3 (ali 8,3 · 10 22 A.m 2), ki se je v desetletju zmanjšal za 0,04 · 10 25 G / cm 3. Povprečna poljska jakost na površini je približno 0,5 Oe (5 · 10 –5 T). Oblika glavnega magnetnega polja Zemlje je blizu polja enakovrednega magnetnega dipola do razdalj, manjših od treh polmerov. Njegovo središče je premaknjeno glede na središče Zemlje v smeri 18 ° S. in 147,8 ° E. e. Os tega dipola je nagnjena proti osi vrtenja Zemlje za 11,5 °. Geomagnetni poli so pod enakim kotom od ustreznih geografskih polov. V tem primeru se geomagnetni južni pol nahaja na severni polobli. Trenutno se nahaja v bližini severnega geografskega pola Zemlje v Severni Grenlandiji. Njegove koordinate so j = 78,6 + 0,04 ° T N, l = 70,1 + 0,07 ° T W, kjer je T število desetletij od leta 1970. magnetni pol j = 75 ° S, l = 120,4 ° V (na Antarktiki). Resnične črte magnetnega polja zemeljskega magnetnega polja so v povprečju blizu poljske črte tega dipola in se od njih razlikujejo po lokalnih nepravilnostih, povezanih s prisotnostjo magnetiziranih kamnin v skorji. Zaradi sekularnih variacij geomagnetni pol precesira glede na geografski pol v obdobju približno 1200 let. Na dolgih razdaljah je zemeljsko magnetno polje asimetrično. Pod delovanjem toka plazme (sončnega vetra), ki izvira iz Sonca, se zemeljsko magnetno polje popači in pridobi "plug" v smeri od Sonca, ki se razteza na stotine tisoč kilometrov in zapusti orbito Lune. .

Posebna veja geofizike, ki preučuje nastanek in naravo zemeljskega magnetnega polja, se imenuje geomagnetizem. Geomagnetizem obravnava probleme nastanka in razvoja glavne, stalne komponente geomagnetno polje, narava spremenljive komponente (približno 1% glavnega polja), pa tudi struktura magnetosfere - najvišje magnetizirane plazemske plasti zemeljske atmosfere, ki delujejo s sončnim vetrom in zaščito Zemlje pred kozmičnim prodornim sevanjem. Pomembna naloga je preučevanje vzorcev variacij v geomagnetnem polju, saj jih povzročajo zunanji vplivi, povezani predvsem s sončno aktivnostjo. .

Izvor magnetnega polja.

Opažene lastnosti zemeljskega magnetnega polja so skladne s konceptom njegovega nastanka zaradi mehanizma hidromagnetnega dinama. V tem procesu se začetno magnetno polje poveča kot posledica gibanja (običajno konvektivnega ali turbulentnega) električno prevodne snovi v tekočem jedru planeta ali v plazmi zvezde. Pri temperaturi snovi nekaj tisoč K je njena prevodnost dovolj visoka, da lahko konvektivna gibanja, ki se pojavijo tudi v šibko magnetiziranem mediju, vzbujajo spreminjajoče se električne tokove, ki lahko v skladu z zakoni elektromagnetne indukcije ustvarijo nova magnetna polja. . Oslabitev teh polj bodisi ustvarja termalna energija(po Joulovem zakonu), ali pa vodi do nastanka novih magnetnih polj. Glede na naravo gibov lahko ta polja oslabijo ali okrepijo prvotna polja. Za krepitev polja zadostuje določena asimetrija gibov. tako, nujen pogoj hidromagnetni dinamo je sama prisotnost gibanja v prevodnem mediju, zadostuje pa prisotnost določene asimetrije (vijačnosti) notranjih tokov medija. Ko so ti pogoji izpolnjeni, se postopek ojačanja nadaljuje, dokler izgube Joulove toplote, ki rastejo z naraščajočo jakostjo toka, uravnotežijo dotok energije zaradi hidrodinamičnih gibanj.

Učinek dinamo - samovzbujanje in vzdrževanje v stacionarnem stanju magnetnih polj zaradi gibanja prevodne tekoče ali plinaste plazme. Njegov mehanizem je podoben ustvarjanju električnega toka in magnetnega polja v samovzbujajočem se dinamu. Učinek dinamo je povezan z izvorom lastnih magnetnih polj Zemlje in planetov, pa tudi njihovih lokalnih polj, na primer polj pik in aktivnih območij.

Komponente geomagnetnega polja.

Zemljino lastno magnetno polje (geomagnetno polje) lahko razdelimo na naslednje tri glavne dele.

1. Glavno magnetno polje Zemlje, ki doživlja počasne spremembe v času (sekularne variacije) z obdobji od 10 do 10.000 let, je koncentrirano v intervalih 10–20, 60–100, 600–1200 in 8000 let. Slednje je povezano z 1,5-2-kratno spremembo magnetnega dipolnega momenta.

2. Svetovne anomalije - odstopanja od enakovrednega dipola do 20 % intenzivnosti posameznih regij z značilnimi velikostmi do 10.000 km. Ta nenavadna polja doživljajo sekularne variacije, kar ima za posledico spremembe skozi več let in stoletij. Primeri anomalij: brazilska, kanadska, sibirska, kurška. Med sekularnimi variacijami se svetovne anomalije premikajo, razpadajo in se znova pojavljajo. Na nizkih zemljepisnih širinah je zahodni premik dolžine s hitrostjo 0,2 ° na leto.

3. Magnetna polja lokalnih območij zunanjih lupin z dolžino od nekaj do sto kilometrov. Nastanejo zaradi magnetizacije kamnin v zgornji sloj Sestavljanje zemlje zemeljsko skorjo in se nahaja blizu površine. Ena najmočnejših je Kurska magnetna anomalija.

4. Izmenično magnetno polje Zemlje (imenovano tudi zunanje) določajo viri v obliki tokovnih sistemov, ki se nahajajo zunaj zemeljska površina in v njenem vzdušju. Glavni viri tovrstnih polj in njihovih sprememb so korpuskularni tokovi magnetizirane plazme, ki prihajajo iz Sonca skupaj s sončnim vetrom in tvorijo strukturo in obliko zemeljske magnetosfere.

Struktura magnetnega polja zemeljske atmosfere.

Na zemeljsko magnetno polje vpliva tok magnetizirane sončne plazme. Kot rezultat interakcije z zemeljskim poljem nastane zunanja meja magnetnega polja blizu Zemlje, ki se imenuje magnetopavza. Omejuje zemeljsko magnetosfero. Zaradi delovanja solarnih korpuskularnih tokov se velikost in oblika magnetosfere nenehno spreminjata, nastaja pa izmenično magnetno polje, ki ga določajo zunanji viri. Njegova variabilnost je posledica trenutnih sistemov, ki se razvijajo na različnih nadmorskih višinah od spodnjih plasti ionosfere do magnetopavze. Spremembe zemeljskega magnetnega polja skozi čas, ki jih povzročajo različni razlogi, se imenujejo geomagnetne variacije, ki se razlikujejo tako po trajanju kot po lokalizaciji na Zemlji in v njeni atmosferi.

Magnetosfera je območje blizu Zemlje, ki ga nadzira zemeljsko magnetno polje. Magnetosfera nastane kot posledica interakcije sončnega vetra s plazmo zgornjih plasti atmosfere in zemeljskega magnetnega polja. Magnetosfera je oblikovana kot votlina in dolg rep, ki sledita obliki črt magnetnega polja. Sončnična točka se nahaja v povprečju na razdalji 10 zemeljskih polmerov, rep magnetosfere pa sega izven orbite Lune. Topologijo magnetosfere določajo območja vdora sončne plazme v magnetosfero in narava tokovnih sistemov.

Nastane rep magnetosfere s silnimi črtami zemeljskega magnetnega polja, ki izhajajo iz polarnih območij in se pod vplivom sončnega vetra podaljšujejo za stotine zemeljskih polmerov od Sonca do nočne strani Zemlje. Kot rezultat, se zdi, da plazma sončnega vetra in sončnih korpuskularnih tokov teče okoli zemeljske magnetosfere, kar ji daje posebno obliko repa. V repu magnetosfere, na velikih razdaljah od Zemlje, moč zemeljskega magnetnega polja in s tem njihove zaščitne lastnosti oslabijo, nekateri delci sončne plazme pa lahko prodrejo in pridejo v notranjost zemeljske magnetosfere. in magnetne pasti sevalnih pasov. Prodiranje v glavni del magnetosfere v območju avroralnih ovalov pod vplivom spreminjajočega se tlaka sončnega vetra in medplanetarnega polja, rep služi kot prostor za tvorbo tokov padajočih delcev, ki povzročajo aurore in avroralne tokove. Magnetosfera je od medplanetarnega prostora ločena z magnetopavzo. Vzdolž magnetopavze se okoli magnetosfere pretakajo delci korpuskularnih tokov. Vpliv sončnega vetra na zemeljsko magnetno polje je včasih zelo močan. Magnetopavza – zunanja meja zemeljske (ali planetne) magnetosfere, na kateri je dinamični tlak sončnega vetra uravnotežen s pritiskom lastnega magnetnega polja. Pri tipičnih parametrih sončnega vetra je sončnična točka 9–11 zemeljskih polmerov od središča Zemlje. V obdobju magnetnih motenj na Zemlji lahko magnetopavza preseže geostacionarno orbito (6,6 zemeljskih polmerov). S šibkim sončnim vetrom se sončnična točka nahaja na razdalji 15–20 zemeljskih polmerov.

sončen veter -

odtok plazme iz sončne korone v medplanetarni prostor. Na ravni Zemljine orbite je povprečna hitrost delcev sončnega vetra (protonov in elektronov) približno 400 km / s, število delcev je nekaj deset v 1 cm 3.

Magnetna nevihta.

Lokalne značilnosti magnetnega polja se spreminjajo in včasih nihajo več ur, nato pa se vrnejo na prejšnjo raven. Ta pojav se imenuje magnetna nevihta... Magnetne nevihte se pogosto začnejo nenadoma in hkrati po vsem svetu.


Geomagnetne variacije.

Spremembe zemeljskega magnetnega polja skozi čas pod vplivom različnih dejavnikov imenujemo geomagnetne variacije. Razlika med opaženo vrednostjo jakosti magnetnega polja in njeno povprečno vrednostjo v katerem koli daljšem časovnem obdobju, na primer v mesecu ali letu, se imenuje geomagnetna variacija. Glede na opažanja se geomagnetne variacije skozi čas nenehno spreminjajo in takšne spremembe so pogosto periodične.

Dnevne variacije... Dnevne spremembe geomagnetnega polja se pojavljajo redno, predvsem zaradi tokov v zemeljski ionosferi, ki jih povzročajo spremembe osvetlitve zemeljske ionosfere s Soncem čez dan.

Nepravilne variacije... Nepravilna nihanja magnetnega polja nastanejo zaradi vpliva toka sončne plazme (sonč. veter) na zemeljski magnetosferi, pa tudi spremembe znotraj magnetosfere in interakcija magnetosfere z ionosfero.

27-dnevne variacije... 27-dnevne variacije obstajajo kot težnja po ponavljanju povečanja geomagnetne aktivnosti vsakih 27 dni, kar ustreza obdobju vrtenja Sonca glede na zemeljskega opazovalca. Ta vzorec je povezan z obstojem dolgoživih aktivnih območij na Soncu, opaženih med več vrtljaji Sonca. Ta vzorec se kaže v obliki 27-dnevne ponovitve magnetne aktivnosti in magnetnih neviht.

Sezonske spremembe... Sezonske spremembe magnetne aktivnosti so zanesljivo identificirane na podlagi mesečnih povprečnih podatkov o magnetni aktivnosti, pridobljenih z obdelavo opazovanj v več letih. Njihova amplituda narašča s povečanjem skupne magnetne aktivnosti. Ugotovljeno je bilo, da imajo sezonske variacije magnetne aktivnosti dva maksimuma, ki ustrezata obdobjem enakonočja, in dva minimuma, ki ustrezata obdobjem solsticija. Razlog za te razlike je nastanek aktivnih regij na Soncu, ki so združene v cone od 10 do 30 ° severne in južne heliografske širine. Zato je v obdobjih enakonočja, ko se ravnini zemeljskega in sončnega ekvatorja ujemata, Zemlja najbolj dovzetna za delovanje aktivnih regij na Sonce.

11 let stare različice... Razmerje med sončno in magnetno aktivnostjo se najbolj jasno pokaže, če primerjamo dolge serije opazovanj, ki so večkratniki 11-letnih obdobij. sončna aktivnost... Najbolj znano merilo sončne aktivnosti je število sončnih peg. To so ugotovili v letih največje število Najvišjo vrednost dosega tudi magnetna aktivnost sončnih peg, vendar je povečanje magnetne aktivnosti nekoliko zakasnjeno glede na povečanje sončne aktivnosti, tako da je ta zamuda v povprečju eno leto.

Stoletne variacije- počasne variacije elementov zemeljskega magnetizma z obdobji več let ali več. Za razliko od dnevnih, sezonskih in drugih variacij zunanjega izvora so sekularne variacije povezane z viri, ki ležijo v zemeljskem jedru. Amplituda sekularnih variacij doseže desetine nT / leto, spremembe povprečnih letnih vrednosti takšnih elementov se imenujejo sekularne variacije. Izolinije sekularnih variacij so koncentrirane okoli več točk - središč ali žarišč sekularnih variacij, v teh središčih obseg sekularnih variacij doseže svoje največje vrednosti.

Radiacijski pasovi in ​​kozmični žarki.

Sevalni pasovi Zemlje sta dve regiji najbližjega prostora blizu Zemlje, ki obkrožata Zemljo v obliki zaprtih magnetnih pasti.

Vsebujejo ogromne tokove protonov in elektronov, ki jih ujame dipolno magnetno polje Zemlje. Zemljino magnetno polje močno vpliva na električno nabite delce, ki se gibljejo v bližini Zemlje vesolje... Obstajata dva glavna vira teh delcev: kozmični žarki, t.j. energijski (od 1 do 12 GeV) elektroni, protoni in jedra težkih elementov, ki prihajajo s skoraj svetlobnimi hitrostmi, predvsem iz drugih delov Galaksije. In korpuskularni tokovi manj energijskih nabitih delcev (10 5 –10 6 eV), ki jih izvrže Sonce. V magnetnem polju se električni delci gibljejo spiralno; trajektorija delca se tako rekoč vije na valj, vzdolž osi katerega poteka sila. Polmer tega namišljenega valja je odvisen od jakosti polja in energije delcev. Večja kot je energija delca, večji je polmer (imenovan Larmorjev) za dano jakost polja. Če je Larmorjev polmer veliko manjši od polmera Zemlje, delec ne doseže njene površine, ampak ga ujame zemeljsko magnetno polje. Če je Larmorjev polmer veliko večji od polmera Zemlje, se delec premika, kot da ni magnetnega polja, delci prodrejo skozi zemeljsko magnetno polje v ekvatorialnih predelih, če je njihova energija večja od 10 9 eV. Takšni delci vdrejo v atmosfero in ob trku z njenimi atomi povzročijo jedrske transformacije, ki dajo določeno količino sekundarnih kozmičnih žarkov. Ti sekundarni kozmični žarki se že beležijo na zemeljskem površju. Za preučevanje kozmičnih žarkov v njihovi izvirni obliki (primarni kozmični žarki) se oprema dvigne na rakete in umetni sateliti Zemlja. Približno 99 % energijskih delcev, ki "prebijajo" zemeljski magnetni zaslon, so kozmični žarki galaktičnega izvora, le približno 1 % pa nastane na Soncu. Zemljino magnetno polje vsebuje ogromno energijskih delcev, tako elektronov kot protonov. Njihova energija in koncentracija sta odvisni od razdalje do Zemlje in geomagnetne širine. Delci tako rekoč napolnijo ogromne obroče ali pasove, ki obdajajo Zemljo okoli geomagnetnega ekvatorja.


Edvard Kononovič