AT Son günler Bilimsel bilgi sitelerinde Dünya'nın manyetik alanıyla ilgili birçok haber çıktı. Örneğin, son zamanlarda önemli ölçüde değiştiği veya manyetik alanın dünya atmosferinden oksijen sızmasına katkıda bulunduğu ve hatta hatlar boyunca olduğu gerçeği hakkında haberler. manyetik alan inekler otlaklara yönelirler. Manyetik alan nedir ve yukarıdaki tüm haberler ne kadar önemlidir?

Dünyanın manyetik alanı, gezegenimizin çevresinde manyetik kuvvetlerin etki ettiği alandır. Manyetik alanın kökeni sorunu henüz nihai olarak çözülmedi. Bununla birlikte, çoğu araştırmacı, Dünya'nın manyetik alanının varlığının en azından kısmen çekirdeğinden kaynaklandığı konusunda hemfikirdir. Dünyanın çekirdeği katı bir iç ve sıvı bir dış parçadan oluşur. Dünyanın dönüşü, sıvı çekirdekte sabit akımlar yaratır. Okuyucunun fizik derslerinden hatırlayacağı gibi, hareket elektrik ücretleri etraflarında bir manyetik alan oluşturur.

Alanın doğasını açıklayan en yaygın teorilerden biri olan dinamo etkisi teorisi, çekirdekteki iletken bir akışkanın konvektif veya türbülanslı hareketlerinin kendi kendini uyarmaya ve alanı sabit bir durumda tutmaya katkıda bulunduğunu varsayar.

Dünya bir manyetik dipol olarak kabul edilebilir. Güney kutbu, sırasıyla coğrafi Kuzey Kutbu'nda ve kuzeyi, Güney'de bulunur. Aslında, Dünya'nın coğrafi ve manyetik kutupları sadece "yönü" ile çakışmaz. Manyetik alanın ekseni, Dünya'nın dönme eksenine göre 11.6 derece eğilir. Fark çok önemli olmadığı için pusula kullanabiliriz. Oku, tam olarak Dünya'nın güney manyetik kutbuna ve neredeyse tam olarak coğrafi kuzeye işaret ediyor. Pusula 720.000 yıl önce icat edilmiş olsaydı, hem coğrafi hem de manyetik kuzey kutuplarını işaret ederdi. Ama daha fazlası aşağıda.

Manyetik alan, Dünya'nın sakinlerini korur ve yapay uydular kozmik parçacıkların zararlı etkilerinden. Bu tür parçacıklar, örneğin güneş rüzgarının iyonize (yüklü) parçacıklarını içerir. Manyetik alan, parçacıkları alan çizgileri boyunca yönlendirerek hareketlerinin yörüngesini değiştirir. Yaşamın varlığı için bir manyetik alana duyulan ihtiyaç, potansiyel olarak yaşanabilir gezegenlerin aralığını daraltır (varsayımsal olarak olası yaşam formlarının dünya sakinlerine benzer olduğu varsayımından yola çıkarsak).

Bilim adamları, bazı karasal gezegenlerin metalik bir çekirdeğe sahip olmadığını ve buna göre manyetik alandan yoksun olduğunu dışlamazlar. Şimdiye kadar, Dünya gibi katı kayalardan oluşan gezegenlerin üç ana katman içerdiğine inanılıyordu: katı bir kabuk, yapışkan bir manto ve katı veya erimiş bir demir çekirdek. Yakın tarihli bir çalışmada, Massachusetts'ten bilim adamları Teknoloji Enstitüsüçekirdeksiz "kayalık" gezegenlerin oluşumunu önerdi. Araştırmacıların teorik hesaplamaları gözlemlerle doğrulanırsa, evrende insansılarla karşılaşma olasılığını veya en azından bir biyoloji ders kitabından çizimlere benzeyen bir şeyi hesaplamak için yeniden yazılmaları gerekecektir.

Dünyalılar ayrıca manyetik korumalarını da kaybedebilir. Doğru, jeofizikçiler bunun tam olarak ne zaman olacağını henüz söyleyemezler. Gerçek şu ki, Dünya'nın manyetik kutupları kararsız. Periyodik olarak yer değiştirirler. Çok uzun zaman önce, araştırmacılar Dünya'nın kutupların değişimini "hatırladığını" keşfettiler. Bu tür "anıların" analizi, son 160 milyon yılda manyetik kuzey ve güneyin yaklaşık 100 kez yer değiştirdiğini gösterdi. Bu olay en son yaklaşık 720 bin yıl önce gerçekleşti.

Kutupların değişmesine, manyetik alanın konfigürasyonundaki bir değişiklik eşlik eder. "Geçiş dönemi" sırasında, canlı organizmalar için tehlikeli olan çok daha fazla kozmik parçacık Dünya'ya nüfuz eder. Dinozorların neslinin tükenmesini açıklayan hipotezlerden biri, dev sürüngenlerin tam da bir sonraki kutup değişimi sırasında neslinin tükendiğini iddia ediyor.

Kutupları değiştirmek için planlanan faaliyetlerin "izlerine" ek olarak, araştırmacılar Dünya'nın manyetik alanında tehlikeli kaymalar fark ettiler. Birkaç yıl boyunca durumuyla ilgili verilerin bir analizi, son aylarda onun içinde oluşmaya başladığını gösterdi. Bilim adamları, alanın bu kadar keskin "hareketlerini" çok uzun zamandır kaydetmediler. Araştırmacıların ilgi alanı Güney Atlantik Okyanusu'nda yer almaktadır. Bu bölgedeki manyetik alanın "kalınlığı", "normal" olanın üçte birini geçmez. Araştırmacılar uzun zamandır Dünya'nın manyetik alanındaki bu "deliğe" dikkat ettiler. 150 yılı aşkın bir süredir toplanan veriler, buradaki alanın bu süre zarfında yüzde on oranında zayıfladığını gösteriyor.

Üzerinde şu an Bunun insanlığı nasıl tehdit ettiğini söylemek zor. Alan gücünün zayıflamasının sonuçlarından biri, Dünya atmosferindeki oksijen içeriğinde (önemsiz de olsa) bir artış olabilir. Dünyanın manyetik alanı ile bu gaz arasındaki bağlantı, Avrupa Uzay Ajansı'nın bir projesi olan Cluster uydu sistemi kullanılarak kuruldu. Bilim adamları, manyetik alanın oksijen iyonlarını hızlandırdığını ve onları uzaya "attığını" buldular.

Manyetik alanın görülmemesine rağmen, Dünya sakinleri bunu iyi hissediyorlar. Örneğin göçmen kuşlar, ona odaklanarak yollarını bulurlar. Alanı tam olarak nasıl hissettiklerini açıklayan birkaç hipotez var. İkincisi, kuşların bir manyetik alan algıladığını öne sürüyor. Göçmen kuşların gözündeki özel proteinler - kriptokromlar - manyetik alanın etkisi altında konumlarını değiştirebilirler. Teorinin yazarları, kriptokromların bir pusula görevi görebileceğine inanıyor.

Kuşların yanı sıra deniz kaplumbağaları da GPS yerine Dünya'nın manyetik alanını kullanır. Ve Google Earth projesinin bir parçası olarak sunulan uydu fotoğraflarının analiziyle gösterildiği gibi, inekler. Bilim adamları, dünyanın 308 bölgesinde 8510 ineğin fotoğrafını inceledikten sonra, bu hayvanların tercih edildiği (veya güneyden kuzeye) sonucuna varmıştır. Ayrıca, inekler için “referans noktaları” coğrafi değil, tam olarak Dünya'nın manyetik kutuplarıdır. İneklerin manyetik alanı algılama mekanizması ve buna böyle bir tepki vermenin nedenleri belirsizliğini koruyor.

Listelenen dikkat çekici özelliklere ek olarak, manyetik alan katkıda bulunur. Alanın uzak bölgelerinde meydana gelen ani alan değişikliklerinin bir sonucu olarak ortaya çıkarlar.

Manyetik alan, "komplo teorilerinden" birinin - ay aldatmacası teorisinin destekçileri tarafından göz ardı edilmedi. Yukarıda belirtildiği gibi, manyetik alan bizi kozmik parçacıklardan korur. "Toplanan" parçacıklar alanın belirli bölümlerinde birikir - sözde Van Alen radyasyon kuşakları. Ay inişlerinin gerçekliğine inanmayan şüpheciler, radyasyon kuşaklarından uçuş sırasında astronotların alacağına inanıyor. öldürücü doz radyasyon.

Dünyanın manyetik alanı, fizik yasalarının inanılmaz bir sonucu, koruyucu bir kalkan, dönüm noktası ve auroraların yaratıcısıdır. Onsuz, Dünya'daki yaşam çok farklı görünebilir. Genel olarak, manyetik alan olmasaydı, icat edilmesi gerekirdi.

Geçen yüzyılda, çeşitli bilim adamları, Dünya'nın manyetik alanı hakkında çeşitli varsayımlar ortaya koydular. Bunlardan birine göre alan, gezegenin kendi ekseni etrafında dönmesi sonucu ortaya çıkıyor.

Herhangi bir cisim döndüğünde bir manyetik alanın ortaya çıkması gerçeğinde yatan tuhaf Barnet-Einstein etkisine dayanmaktadır. Bu etkideki atomların kendi eksenleri etrafında döndükleri için kendi manyetik momentleri vardır. Dünyanın manyetik alanı bu şekilde ortaya çıkıyor. Ancak, bu hipotez deneysel testlere dayanamadı. Bu kadar önemsiz olmayan bir şekilde elde edilen manyetik alanın, gerçek olandan birkaç milyon kat daha zayıf olduğu ortaya çıktı.

Başka bir hipotez, gezegenin yüzeyindeki yüklü parçacıkların (elektronların) dairesel hareketinden kaynaklanan bir manyetik alanın görünümüne dayanmaktadır. O da beceriksizdi. Elektronların hareketi, çok zayıf bir alanın ortaya çıkmasına neden olabilir, ayrıca bu hipotez, Dünya'nın manyetik alanının tersine çevrilmesini açıklamaz. Kuzey manyetik kutbunun kuzey coğrafi kutbu ile örtüşmediği bilinmektedir.

Güneş rüzgarı ve manto akımları

Dünyanın ve diğer gezegenlerin manyetik alanının oluşum mekanizması Güneş Sistemi tam olarak anlaşılmadı ve bilim adamları için hala bir gizem olmaya devam ediyor. Bununla birlikte, önerilen bir hipotez, gerçek alan indüksiyonunun tersine çevrilmesini ve büyüklüğünü açıklamada oldukça iyi bir iş çıkarır. Dünyanın iç akımlarının ve güneş rüzgarının çalışmasına dayanır.

Çok iyi iletkenliğe sahip maddelerden oluşan mantoda Dünya'nın iç akımları akar. Çekirdek akım kaynağıdır. Çekirdekten yeryüzüne enerji konveksiyon yoluyla aktarılır. Böylece, mantoda, yüklü parçacıkların iyi bilinen hareket yasasına göre bir manyetik alan oluşturan sabit bir madde hareketi vardır. Görünüşünü yalnızca iç akımlarla ilişkilendirirsek, dönüş yönü Dünya'nın dönüş yönü ile çakışan tüm gezegenlerin aynı manyetik alana sahip olması gerektiği ortaya çıkar. Ancak öyle değil. Jüpiter'in kuzey coğrafi kutbu kuzey manyetik kutbu ile çakışmaktadır.

Dünyanın manyetik alanının oluşumunda sadece iç akımlar yer almaz. Yüzeyinde meydana gelen reaksiyonlar sonucunda Güneş'ten gelen yüksek enerjili parçacıklardan oluşan bir akım olan güneş rüzgarına tepki verdiği uzun zamandır bilinmektedir.

Güneş rüzgarı doğası gereği bir elektrik akımıdır (yüklü parçacıkların hareketi). Dünyanın dönüşüyle ​​sürüklenerek, Dünya'nın manyetik alanının görünümüne yol açan dairesel bir akım yaratır.

Dünyanın manyetik alanı, gezegen içindeki kaynaklar tarafından üretilen bir oluşumdur. Jeofizik ilgili bölümünün çalışmanın amacıdır. Ardından, Dünya'nın manyetik alanının ne olduğuna, nasıl oluştuğuna daha yakından bakalım.

Genel bilgi

Dünya yüzeyinden çok uzakta olmayan, yaklaşık olarak yarıçapının üçü kadar bir mesafede, manyetik alandan gelen kuvvet çizgileri bir "iki kutup yükü" sisteminde bulunur. İşte "plazma küresi" adı verilen bir alan. Gezegenin yüzeyinden uzaklaştıkça, iyonize parçacıkların güneş koronasından akışının etkisi artar. Bu, manyetosferin Güneş tarafından sıkıştırılmasına yol açar ve tam tersine, Dünya'nın manyetik alanı zıt, gölge tarafından çekilir.

plazma küresi

Yüklü parçacıkların yönlendirilmiş hareketi, Dünya'nın yüzey manyetik alanı üzerinde somut bir etki yaratır. üst katmanlar atmosfer (iyonosfer). İkincisinin konumu, gezegenin yüzeyinden yüz kilometre ve daha yukarıdadır. Dünyanın manyetik alanı plazma küresini tutar. Bununla birlikte, yapısı büyük ölçüde güneş rüzgarının aktivitesine ve tutucu tabaka ile etkileşimine bağlıdır. Ve gezegenimizdeki manyetik fırtınaların sıklığı güneş patlamalarından kaynaklanmaktadır.

terminoloji

"Dünya'nın manyetik ekseni" kavramı var. Bu, gezegenin ilgili kutuplarından geçen düz bir çizgidir. "Manyetik ekvator", bu eksene dik olan düzlemin büyük dairesidir. Üzerindeki vektör yataya yakın bir yöne sahiptir. Dünyanın manyetik alanının ortalama gücü, önemli ölçüde şunlara bağlıdır: coğrafi konum. Yaklaşık 0,5 Oe, yani 40 A / m'ye eşittir. Manyetik ekvatorda, aynı gösterge yaklaşık 0,34 Oe'dir ve kutupların yakınında 0,66 Oe'ye yakındır.Gezegenin bazı anomalilerinde, örneğin Kursk anomalisi içinde, gösterge artar ve 2 Oe'dir. Dünyanın manyetosferinin karmaşık bir yapıya sahip olan, yüzeyine yansıtılan ve kendi kutuplarında birleşen çizgilerine "manyetik meridyenler" denir.

Oluşun doğası. Varsayımlar ve varsayımlar

Çok uzun zaman önce, Dünya'nın manyetosferinin ortaya çıkışı ile gezegenimizin yarıçapının dörtte biri veya üçte biri uzaklıkta bulunan sıvı bir metal çekirdekteki akım akışı arasındaki bağlantı hakkındaki varsayım var olma hakkını kazandı. Bilim adamlarının yakınlarda akan sözde "tellürik akımlar" hakkında bir varsayımı var. yerkabuğu. Zamanla oluşumun bir dönüşümünün olduğu söylenmelidir. Dünyanın manyetik alanı son yüz seksen yılda birçok kez değişti. Bu, okyanus kabuğunda sabitlenmiştir ve bu, kalıcı manyetizasyon çalışmaları ile kanıtlanmıştır. Okyanus sırtlarının her iki tarafındaki bölümler karşılaştırılarak bu bölümlerin sapma süreleri belirlenir.

Dünyanın manyetik kutup kayması

Gezegenin bu bölümlerinin konumu sabit değildir. Yer değiştirmeleri gerçeği, on dokuzuncu yüzyılın sonundan beri kaydedildi. Güney Yarımküre'de bu süre zarfında manyetik kutup 900 km kaymış ve Hint Okyanusu'nda son bulmuştur. Kuzey kesimde de benzer süreçler yaşanıyor. Burada kutup, manyetik anomaliye doğru kayıyor. Doğu Sibirya. 1973'ten 1994'e kadar bölümün buraya taşındığı mesafe 270 km idi. Bu önceden hesaplanmış veriler daha sonra ölçümlerle doğrulandı. Son verilere göre, Kuzey Yarımküre'nin manyetik kutbunun hızı önemli ölçüde arttı. Geçen yüzyılın yetmişli yıllarında 10 km/yıl iken, bu yüzyılın başında 60 km/yıl'a yükselmiştir. Aynı zamanda, dünyanın manyetik alanının gücü eşit olmayan bir şekilde azalır. Yani son 22 yılda bazı yerlerde yüzde 1,7, bazı yerlerde yüzde 10 azaldı, ancak tam tersine arttığı alanlar da var. Yer Değiştirme Hızlandırma manyetik kutuplar(yılda yaklaşık 3 km), bugün gözlemlenen hareketlerinin bir gezi olmadığını varsaymak için sebep veriyor, bu başka bir tersine çevirme.

Bu, manyetosferin güney ve kuzeyindeki sözde "kutup boşlukları"ndaki artışla dolaylı olarak doğrulanır. Güneş koronasının ve uzayın iyonize malzemesi hızla ortaya çıkan uzantılara nüfuz eder. Bundan, her şey Dünya'nın kutup bölgelerinde toplanır. büyük miktar kendi içinde kutup buzullarının ek ısınmasıyla dolu olan enerji.

koordinatlar

Kozmik ışınları inceleyen bilim, bilim adamı McIlwain'in adını taşıyan jeomanyetik alanın koordinatlarını kullanır. Manyetik bir alandaki yüklü elementlerin aktivitesinin değiştirilmiş varyantlarına dayandıklarından, bunları kullanmayı öneren ilk kişi oydu. Bir nokta için iki koordinat (L, B) kullanılır. Manyetik kabuğu (McIlwain parametresi) ve alan indüksiyonu L'yi karakterize ederler. İkincisi, kürenin gezegenin merkezinden yarıçapına olan ortalama mesafesinin oranına eşit bir parametredir.

"Manyetik eğim"

Birkaç bin yıl önce Çinliler inanılmaz bir keşif yaptı. Mıknatıslanmış nesnelerin belirli bir yöne yerleştirilebileceğini buldular. Ve 16. yüzyılın ortalarında Alman bilim adamı Georg Cartmann bu alanda bir keşif daha yaptı. "Manyetik eğim" kavramı böyle ortaya çıktı. Bu isim, gezegenin manyetosferinin etkisi altında yatay düzlemden yukarı veya aşağı okun sapma açısı anlamına gelir.

Araştırma tarihinden

Coğrafi olandan farklı olan kuzey manyetik ekvator bölgesinde, kuzey ucu aşağı iner ve güneyde tam tersine yükselir. 1600'de İngiliz doktor William Gilbert, ilk olarak Dünya'nın manyetik alanının varlığı hakkında varsayımlarda bulundu ve bu, önceden manyetize edilmiş nesnelerin belirli bir davranışına neden oldu. Kitabında, demir bir okla donatılmış bir top ile bir deneyi anlattı. Araştırmalar sonucunda, Dünya'nın büyük bir mıknatıs olduğu sonucuna vardı. Deneyler ayrıca İngiliz astronom Henry Gellibrant tarafından gerçekleştirildi. Gözlemleri sonucunda, Dünya'nın manyetik alanının yavaş değişimlere maruz kaldığı sonucuna vardı.

José de Acosta pusula kullanma olasılığını anlattı. Ayrıca Manyetik ve Kuzey Kutupları arasındaki farkı belirledi ve ünlü tarih(1590), manyetik sapma olmadan çizgiler teorisini doğruladı. Kristof Kolomb da incelenen konunun araştırılmasına önemli katkılarda bulunmuştur. Manyetik sapmanın tutarsızlığının keşfine sahiptir. Dönüşümler, coğrafi koordinatlardaki değişikliklere bağlı olarak yapılır. Manyetik sapma, okun Kuzey-Güney yönünden sapma açısıdır. Columbus'un keşfiyle bağlantılı olarak araştırma yoğunlaştı. Dünyanın manyetik alanının ne olduğu hakkında bilgi, denizciler için son derece gerekliydi. M. V. Lomonosov da bu problem üzerinde çalıştı. Karasal manyetizma çalışması için, bunun için kalıcı noktalar (gözlemhaneler gibi) kullanarak sistematik gözlemler yapılmasını önerdi. Lomonosov'a göre bunu denizde gerçekleştirmek de çok önemliydi. Büyük bilim adamının bu fikri, altmış yıl sonra Rusya'da gerçekleşti. Kanada takımadalarındaki Manyetik Kutup'un keşfi, M.Ö. kutup gezginiİngiliz John Ross (1831). Ve 1841'de gezegenin diğer kutbunu da keşfetti, ancak zaten Antarktika'da. Dünyanın manyetik alanının kökeni hakkındaki hipotez, Carl Gauss tarafından ortaya atıldı. Bunu çok geçmeden kanıtladı çoğu gezegenin içindeki bir kaynaktan beslenir, ancak hafif sapmalarının nedeni dış ortamdadır.

Simon Ancellini liderliğindeki bir bilim insanı ekibi yeni bir keşif yaptı. Bazı deneyler sırasında, dünyanın çekirdeğinin katı kısmının yeni niteliklerini belirlediler.

Bilim adamları, dünyanın demir çekirdeğinin 6 bin santigrat dereceye kadar ısıtıldığını ve bu bilginin önceden düşünülenden bin derece daha yüksek olduğunu keşfettiler. Ve bu gerçek şimdi gezegenimizin manyetik alanının doğasını anlamamızı sağlıyor.

Grenoble'daki Fransız Atom Enerjisi Komiserliği üyesi Simon Ancellin ve meslektaşları, demirin süper yüksek basınç altındaki davranışını gözlemleyerek Dünya'nın demir çekirdeğinin sıcaklığını hesaplayabildiler.

Bir grup bilim insanı, demirin özelliklerini belirlemek için kendi yöntemlerini kullandı. Bir elmas örsün içine bir parça demir yerleştirildi ve 2,2 milyon atmosferlik bir basınç altında sıkıştırıldı ve daha sonra bir lazer ışını ile 4,5 bin santigrat dereceye kadar ısıtıldı.

Deney, bilim adamlarının, basıncın 3,3 milyon atmosfere ulaştığı yerin çekirdeğinin katı kısmının sıcaklığını belirlemesine yardımcı olacak verileri elde etmek için yapıldı. Bilim adamlarını şaşırtan bir şekilde, çekirdekteki sıcaklık, ilk fikirleri bin derece aşan 6-6.5 bin santigrat dereceye ulaştı. Bilim adamlarının dediği gibi, yeni keşif, Genel fikir Bilim adamları gezegenin doğası ve yapısı hakkında. Ve Dünya'nın manyetik alanının nedenini açıklamanıza izin verir.

Dünyanın manyetik alanının kaynağı

17. yüzyıla kadar bu eser jeomanyetizma üzerine ana eserdi. 17. yüzyıldan 20. yüzyıla kadar, bilim insanlarını yeni sonuçlara ve özelliklere yönlendiren birçok çalışma ve gözlem yapılmaya başlandı. Şu anda, Halle Galley, Alexander von Humboldt, Joseph Gay-Lussac, James Maxwell, Carl Gauss gibi bilim adamlarının çalışmaları not edildi.

19. yüzyılın 70'lerinde Maxwell tarafından elektromanyetizma teorisinin oluşumu oldukça ağırdır. Denklemlerinden, manyetik alanın bir elektrik akımı tarafından oluşturulduğu takip edilir. Dolayısıyla, bundan kapalı temel akımların ve momenti olarak da adlandırılan manyetik dipollerin denkliği gelir. manyetik an akım. Eklendiğinde, bu miktarlar, örneğin, aynı uzunlukta ve aynı kesitteki bir solenoidin alanına yaklaşık olarak eşit olan silindirik bir mıknatısın manyetik alanını oluşturur.

Ancak şu anda Dünya'nın manyetik alanının nereden geldiği konusunda net bir fikir yoktu. Modern bilimsel çalışma jeomanyetizmanın doğası hakkında şunları belirtin: "Şimdi, "büyük mıknatısa" atıfta bulunarak, ilk bakışta mesele o kadar zor değil: gezegenin ortasında, bir alan oluşturan gerekli konfigürasyon ve kuvvetlerin mevcut sistemlerini bulmak yapısını iyi incelediğimiz Dünya yüzeyinde, Dünya, daha sonra, kabuğu, üst mantoyu ve alt mantoyu geçtikten sonra, varlığı ortasında belirlenen devasa bir sıvı çekirdeğe ulaşacağız. 20. yüzyılda Cambridge Üniversitesi'nden Harold Jeffreys tarafından Dünya'nın değiştirilemeyen manyetik alanının, çekirdekte iletken bir sıvının hareketi sırasında ortaya çıkan elektrik akımları tarafından oluşturulduğu. bu konu onlar anlayana kadar.

Daha ileri gittiğimizde ve Dünya'nın jeomanyetik alanının oluşum süreçlerinin özünü anlamaya çalıştığımızda, o zaman dinamo mekanizmasını bu amaç için kullanma zamanı. Kısacası, Dünya'nın dış sıvı çekirdeğinde bir manyetik alan oluşumunun, bir tel bobininin harici bir manyetik alanda döndüğü kendinden tahrikli bir dinamo ile aynı şekilde gerçekleştirildiğini varsayacağız. Bu nedenle elektromanyetik indüksiyon nedeniyle bobinde bir elektrik akımı oluşur ve kendi manyetik alanını oluşturur. Dış manyetik alanı arttırır ve bobindeki akım da artar.

Doğal olarak, gezegenin sıvı çekirdeği bir dinamo değildir. Ancak bir sıvı iletkende termal konveksiyon göründüğünde, iletkenin hareketi ile uyumlu olan elektriksel olarak iletken bir sıvının belirli bir akış sistemi oluşur. Çekirdekte belirli tohum manyetik alanlarının varlığını varsaymak büyük bir doğa ihlali olmayacaktır. Bu nedenle, eğer bir sıvı iletken ise, bağıl hareket bu alanların kuvvet çizgilerini geçer, daha sonra içinde bir elektrik akımı oluşur, bir manyetik alan yaratır, bu da dış tohum alanını arttırır ve bu da elektrik akımını arttırır, vb. rahip ve köpeği, dikkatsizce bir parça et yiyorlar. Çeşitli dinamik süreçler birbirini dengelediğinde, süreç durağan bir manyetik alan oluşana kadar devam edecek."

Dünyanın manyetik alanı - geleceğin enerjisi

Rusça bilimsel aday Fizik ve Matematik alanında, RSC Energia'nın bir çalışanı olan Evgeny Timofeev, uzun yıllardır bu problem üzerinde çalışıyor. Dünyanın manyetik alanından enerji üretecek böyle bir jeneratörün prototipini yaratmayı çoktan başardı. Jeneratör şu şekilde çalışır: cihaz harekete geçirildiğinde, hassas bir voltmetre devrede bir elektromotor kuvvetinin oluşumunu kaydeder. Buluş sahibi, cihazın çalışma yönteminin, sargısının bir kısmı manyetik bir kalkanla korunan bir solenoid tarafından Dünya'nın manyetik alanının geçmesine dayandığını belirtir.

Bilim adamına göre, güneş ışığının enerjisini pratikte kullanma konusunda, insanlık zaten Dünya'nın manyetik alanını kullanmaktan çok daha ileride. Bazı yönlerden Tesla'nın 75 yıl önceki seviyesindeyiz.

Modern kavramlara göre, yaklaşık 4,5 milyar yıl önce oluştu ve o andan itibaren gezegenimiz bir manyetik alanla çevrili. İnsanlar, hayvanlar ve bitkiler dahil dünyadaki her şey bundan etkilenir.

Manyetik alan yaklaşık 100.000 km yüksekliğe kadar uzanır (Şekil 1). Tüm canlı organizmalar için zararlı olan güneş rüzgarı parçacıklarını saptırır veya yakalar. Bu yüklü parçacıklar, Dünya'nın radyasyon kuşağını oluşturur ve içinde bulundukları Dünya'ya yakın uzayın tüm bölgesine denir. manyetosfer(İncir. 2). Dünya'nın Güneş tarafından aydınlatılan tarafında, manyetosfer, yarıçapı yaklaşık 10-15 Dünya yarıçapı olan küresel bir yüzey ile sınırlandırılmıştır ve karşı tarafta, bir kuyruklu yıldız kuyruğu gibi birkaç bin mesafeye kadar uzar. Jeomanyetik bir kuyruk oluşturan dünya yarıçapları. Manyetosfer, gezegenler arası alandan bir geçiş bölgesi ile ayrılır.

Dünyanın manyetik kutupları

Dünyanın mıknatısının ekseni, dünyanın dönme eksenine göre 12° eğimlidir. Dünya'nın merkezine yaklaşık 400 km uzaklıktadır. Bu eksenin gezegenin yüzeyini kestiği noktalar şunlardır: manyetik kutuplar. Dünyanın manyetik kutupları gerçek coğrafi kutuplarla örtüşmez. Şu anda, manyetik kutupların koordinatları aşağıdaki gibidir: kuzey - 77 ° N.L. ve 102° W; güney - (65 ° S ve 139 ° E).

Pirinç. 1. Dünyanın manyetik alanının yapısı

Pirinç. 2. Manyetosferin yapısı

Bir manyetik kutuptan diğerine uzanan kuvvet çizgilerine denir. manyetik meridyenler. Manyetik ve coğrafi meridyenler arasında bir açı oluşur. manyetik sapma. Dünyadaki her yerin kendi sapma açısı vardır. Moskova bölgesinde, eğim açısı doğuya 7° ve Yakutsk'ta batıya yaklaşık 17°'dir. Bu, Moskova'daki pusula iğnesinin kuzey ucunun, Moskova'dan geçen coğrafi meridyenin sağına ve Yakutsk'ta - karşılık gelen meridyenin 17 ° soluna saptığı anlamına gelir.

Serbestçe asılı bir manyetik iğne, yalnızca coğrafi olanla örtüşmeyen manyetik ekvator çizgisine yatay olarak yerleştirilir. Manyetik ekvatorun kuzeyine hareket ederseniz, okun kuzey ucu yavaş yavaş düşecektir. Manyetik iğne ile yatay düzlemin oluşturduğu açıya denir. manyetik eğim. Kuzey ve Güney manyetik kutuplarında, manyetik eğim en büyüktür. 90°'ye eşittir. Kuzey Manyetik Kutbu'nda, kuzey ucu aşağı gelecek şekilde dikey olarak serbestçe asılı bir manyetik iğne kurulacak ve Güney Manyetik Kutbu'nda güney ucu aşağı inecek. Böylece manyetik iğne, dünya yüzeyinin üzerindeki manyetik alan çizgilerinin yönünü gösterir.

Zamanla, dünyanın yüzeyine göre manyetik kutupların konumu değişir.

Manyetik kutup, kaşif James C. Ross tarafından 1831'de şu anki konumundan yüzlerce kilometre uzakta keşfedildi. Ortalama olarak, yılda 15 km hareket eder. AT son yıllar manyetik kutupların hareket hızı çarpıcı biçimde arttı. Örneğin, Kuzey Manyetik Kutbu şu anda yılda yaklaşık 40 km hızla hareket etmektedir.

Dünyanın manyetik kutuplarının tersine dönmesine denir manyetik alan inversiyonu.

İçin jeolojik tarih gezegenimiz, karasal manyetik alan polaritesini 100 defadan fazla değiştirmiştir.

Manyetik alan yoğunluk ile karakterize edilir. Dünyanın bazı yerlerinde, manyetik alan çizgileri normal alandan saparak anomaliler oluşturur. Örneğin, Kursk Manyetik Anomali (KMA) bölgesinde, alan gücü normalden dört kat daha fazladır.

Dünyanın manyetik alanında günlük değişiklikler var. Dünyanın manyetik alanındaki bu değişikliklerin nedeni, atmosferde yüksek irtifalarda akan elektrik akımlarıdır. Güneş radyasyonundan kaynaklanırlar. Güneş rüzgarının etkisi altında, Dünya'nın manyetik alanı bozulur ve Güneş'ten yüz binlerce kilometre boyunca uzanan bir "kuyruk" kazanır. Güneş rüzgarının ortaya çıkmasının ana nedeni, zaten bildiğimiz gibi, maddenin Güneş'in koronasından görkemli fışkırmasıdır. Dünya'ya doğru hareket ederken manyetik bulutlara dönüşürler ve Dünya'da güçlü, bazen aşırı rahatsızlıklara yol açarlar. Özellikle Dünya'nın manyetik alanındaki güçlü bozulmalar - manyetik fırtınalar. Bazı manyetik fırtınalar, Dünya genelinde beklenmedik bir şekilde ve neredeyse aynı anda başlarken, diğerleri yavaş yavaş gelişir. Saatlerce hatta günlerce sürebilirler. Genellikle manyetik fırtınalar, bir güneş patlamasından 1-2 gün sonra, Dünya'nın Güneş tarafından fırlatılan bir parçacık akışından geçmesi nedeniyle meydana gelir. Gecikme süresine bağlı olarak, böyle bir parçacık akışının hızının birkaç milyon km/saat olduğu tahmin edilmektedir.

Güçlü manyetik fırtınalar sırasında telgraf, telefon ve radyonun normal çalışması bozulur.

Manyetik fırtınalar genellikle 66-67° enleminde (aurora bölgesinde) gözlenir ve auroralarla aynı anda meydana gelir.

Dünyanın manyetik alanının yapısı, bölgenin enlemine bağlı olarak değişir. Kutuplara doğru manyetik alanın geçirgenliği artar. Kutup bölgelerinin üzerinde, manyetik alan çizgileri yeryüzüne aşağı yukarı diktir ve huni şeklinde bir konfigürasyona sahiptir. Onlar aracılığıyla, gün tarafından gelen güneş rüzgarının bir kısmı manyetosfere ve ardından üst atmosfere nüfuz eder. Manyetosferin kuyruğundan gelen parçacıklar da manyetik fırtınalar sırasında buraya koşar ve Kuzey ve Güney yarımkürelerin yüksek enlemlerinde üst atmosferin sınırlarına ulaşır. Buradaki auroralara neden olan bu yüklü parçacıklardır.

Böylece, manyetik fırtınalar ve manyetik alandaki günlük değişimler, daha önce öğrendiğimiz gibi, güneş radyasyonu ile açıklanmaktadır. Fakat Dünya'nın kalıcı manyetizmasını yaratan ana sebep nedir? Teorik olarak, Dünya'nın manyetik alanının %99'unun gezegenin içinde saklı kaynaklardan kaynaklandığını kanıtlamak mümkündü. Ana manyetik alan, Dünya'nın derinliklerinde bulunan kaynaklardan kaynaklanmaktadır. Kabaca iki gruba ayrılabilirler. Bunların çoğu, elektriksel olarak iletken maddenin sürekli ve düzenli hareketlerinin bir sonucu olarak, bir elektrik akımı sisteminin yaratıldığı, dünyanın çekirdeğindeki süreçlerle ilişkilidir. Diğeri, ana elektrik alanı (çekirdeğin alanı) tarafından manyetize edilen yerkabuğunun kayalarının, çekirdeğin manyetik alanına eklenen kendi manyetik alanlarını oluşturmasıyla bağlantılıdır.

Dünyanın etrafındaki manyetik alana ek olarak, başka alanlar da vardır: a) yerçekimi; b) elektrik; c) termal.

yerçekimi alanı Dünyaya yerçekimi alanı denir. Jeoidin yüzeyine dik bir çekül çizgisi boyunca yönlendirilir. Dünya'nın bir devrim elipsoidi olsaydı ve kütleler içinde eşit olarak dağılmış olsaydı, o zaman normal bir yerçekimi alanı olurdu. Gerçek yerçekimi alanının yoğunluğu ile teorik olan arasındaki fark, yerçekiminin anormalliğidir. Farklı malzeme bileşimi, kayaların yoğunluğu bu anomalilere neden olur. Ama başka sebepler de mümkündür. Aşağıdaki süreçle açıklanabilirler - katı ve nispeten hafif yer kabuğunun, üstteki katmanların basıncının eşitlendiği daha ağır üst manto üzerindeki dengesi. Bu akımlar tektonik deformasyonlara, hareketlere neden olur. litosferik plakalar ve böylece Dünya'nın makro rölyefini yaratır. Yerçekimi, atmosferi, hidrosferi, insanları, hayvanları Dünya'da tutar. Süreçleri incelerken yerçekimi kuvveti dikkate alınmalıdır. coğrafi zarf. Dönem " jeotropizm”, yerçekimi kuvvetinin etkisi altında, her zaman Dünya yüzeyine dik olan birincil kökün dikey bir büyüme yönünü sağlayan bitki organlarının büyüme hareketleri olarak adlandırılır. Yerçekimi biyolojisi, bitkileri deneysel nesneler olarak kullanır.

Yerçekimi dikkate alınmazsa, roket fırlatma için ilk verileri hesaplamak imkansızdır ve uzay gemileri, cevher minerallerinin gravimetrik keşfini yapın ve son olarak imkansız Daha fazla gelişme astronomi, fizik ve diğer bilimler.