A mágnesesség ősidők óta felkelti az emberi kíváncsiságot.. Az iránytűk, a mágnesek és az olyan jelenségek, mint az északi fény, évszázadok óta a kutatás tárgyai voltak. De mindezen elemek mögött egy láthatatlan és hatalmas erő áll, amely körülveszi bolygónkat: a Föld mágneses tere.
Ez a mágneses mező nem csak a navigáció kulcsa, vagy bizonyos természeti jelenségek magyarázata, de döntő szerepet játszik a földi élet védelmében. Ebben a cikkben részletesen megvizsgáljuk, mi ez, hogyan keletkezik, mik az összetevői, hogyan mérik, és miért olyan nélkülözhetetlen bolygónk és az ott élők számára.
Mi a Föld mágneses tere?
El A Föld mágneses tere, más néven geomágneses mező, egy olyan terület a bolygó körül, ahol belülről generált mágneses erők hatnak. Ez a mező hasonló a mágnesek által létrehozott mezőhöz, mivel két pólusa van: a mágneses északi pólus y a mágneses déli pólus. Ezek a mágneses pólusok azonban nem esnek pontosan egybe a földrajzi pólusokkal, sőt, idővel lassan változtatják helyzetüket.
Képzeljünk el egy hatalmas mágnesezett gömböt, amely az űrben forog.. Nagy vonalakban ez a Föld természetes mágneses tere. A leggyakoribb analógia egy gigantikus mágnes a bolygó közepén, amelynek hatása több ezer kilométerre terjed ki az űrbe.
Honnan származik ez a mágneses tér?
A Föld mágneses tere keletkezésének legelfogadottabb magyarázata az ún Dinamo elmélet. Ez az elmélet azt állítja, hogy a A Föld külső magja -főleg folyékony halmazállapotú vasból és nikkelből álló réteget állítanak elő, amely 2900 és 5100 kilométer közötti mélységben található. konvekciós mozgások a szilárd magból felszálló belső hő miatt.
Ezeket a mozdulatokat kombinálva a a bolygó forgása, elektromos áramok keletkezését okozzák. És ez megtörténik A mozgó elektromos áram mágneses teret hoz létre. Így a ciklus megerősíti önmagát, létrehozva a Földet körülvevő mágneses teret. Ha többet szeretne megtudni ennek a mezőnek a kialakításáról, tekintse meg a következő cikket az északi fény generációja.
Ez a jelenség folyamatos és dinamikus. Bár a mező intenzitása és iránya viszonylag stabil marad, vannak rövid és hosszú távú variációk.
A Föld mágneses mezejének összetevői
A Föld mágneses terét a vektor, hiszen iránya és jelentése van. Ez azt jelenti, hogy számos mérhető jellemzővel rendelkezik:
- Teljes erő vagy teljes intenzitás (F): a mágneses tér nagysága egy adott pontban.
- Derékszögű komponensek (X, Y, Z): az intenzitást jelzik észak-déli, kelet-nyugati és függőleges irányban.
- Vízszintes komponens (H): az X és Y komponensek eredménye.
- Mágneses deklináció (D): a földrajzi észak és a mágneses észak közötti szög.
- Döntés (I): a mágneses tér és a Föld felszíne közötti szög; A sarkoknál függőleges, az egyenlítőnél vízszintes.
A mágneses térerősség mértékegysége a Tesla (T), bár ez az egység nagyon nagy ezekhez a mérésekhez, így a nanotesla (nT). Az Egyenlítőnél a mező kb 30.000 XNUMX nT, míg a sarkoknál elérheti 60.000 XNUMX nT. Ha szeretné megérteni, hogy ezek a változások hogyan hatnak a Földre, konzultáljon a Nap mágneses tere megfordításának következményei.
Mi a magnetoszféra?
A Föld felszínén messze túlnyúló mágneses mező egy olyan régiót hoz létre, amelyet ún magnetoszféra. Ez a terület a védőfal a nap- és kozmikus sugárzás ellen. Konkrétan a felől érkező töltött részecskék ellen hat napszél, megakadályozva, hogy közvetlenül befolyásolják a Föld légkörét.
A magnetoszféra aszimmetrikus alakú, jobban össze van nyomva a Földnek a Nap felé néző oldalán, és sokkal jobban kinyúlik az ellenkező irányba. Amikor a naprészecskék kölcsönhatásba lépnek a mágneses térrel, olyan látványos jelenségeket okozhatnak, mint pl Északi fény és déli fény. Ha többet szeretne megtudni ezeknek az auroráknak a kialakulásáról, javasoljuk, hogy látogassa meg az északi fény kialakulásáról szóló cikk.
Az északi fény: egy mágneses látvány
a híres aurorák A poláris régiókban megfigyelhető, a közötti kölcsönhatás közvetlen következményei napszél és a Föld mágneses tere. Amikor ezek a nagy energiájú részecskék elérik a magnetoszférát, a mágneses erővonalak mentén a pólusok felé viszik őket. Ott ütköznek a légkör atomjaival, és különböző színű fényeket generálnak az égbolton.
Ezek a fények zöld, piros, lila vagy kék árnyalataiban különböznek, és leginkább olyan helyeken figyelhetők meg, mint Norvégia, Kanada, vagy Dél-Argentína és Chile. Ha többet szeretne megtudni egy közelmúltbeli műsorról, akkor nézze meg A látványos északi fény vihar Kanadában.
A földi mágnesesség tanulmányozásának története
A mágnesesség évszázadok óta a kutatás tárgya. A kínaiak már ismerték a magnetit mágneses tulajdonságait jóval korszakunk előtt. A középkorban kifejlesztették az első iránytűket, amelyek elengedhetetlenek voltak a tengeri hajózás fejlesztéséhez.
1600-ban az angol tudós William Gilbert Kiadta a „De Magnete”-t, ahol azt javasolta, hogy a Föld úgy viselkedjen, mint egy hatalmas mágnes. Ez a munka jelentette a mágnesesség tudományának, mint olyannak a születését.
Később, 1838-ban a német matematikus Carl Friedrich Gauss Részletes elméletet dolgozott ki a Föld mágneses mezejéről, bebizonyítva, hogy az eredete a bolygón belül van. Ha többet szeretne megtudni arról, hogyan változott a mágnesesség tanulmányozása, olvassa el a a Föld mágneses tere.
A mágneses tér variációi
A Föld mágneses tere nem statikus. Mindkettőben vannak változatok napi (a Nap közvetlen hatására), mint a hosszú távon, ismert, mint világi változatai, amelyek magukban foglalják a póluseltolódásokat és az intenzitás változásait.
De az egyik legérdekesebb sajátosság az, hogy időről időre a mágneses tér teljes mértékben befektet. Vagyis a mágneses északi pólusból déli pólus lesz, és fordítva. Vannak geomágneses megfordítások kőzetekben, különösen ásványokban, például magnetitben rögzítették. A legújabb ismert beruházás az ún Brunhes-Matuyama esemény, amely körülbelül 780.000 XNUMX évvel ezelőtt történt. Ha többet szeretne megtudni erről a jelenségről, látogasson el részletek a mágneses pólusváltásról.
Hogyan mérik a Föld mágneses terét?
Napjainkban a Föld mágneses tere többféle technológia segítségével mérhető. A fő módszerek a következők:
- Proton magnetométerek: Egy adott anyagon belüli protonok viselkedésén keresztül mérik a mező intenzitását.
- Mágneses magrezonancia (NMR) magnetométerek: Nagyon precíz leolvasást kínálnak az atommagok rezonanciája alapján.
- Mesterséges műholdak: mint azok a Európai Űrügynökség (ESA), amelyek globális megfigyeléseket végeznek az űrből.
- Geofizikai obszervatóriumok: a bolygó különböző pontjain elosztva folyamatos mérések és anomáliák észlelése érdekében.
A térerősség mérése elengedhetetlen ahhoz, hogy megértsük a viselkedését és azt, hogy hogyan hathat a Földre. Ily módon megvizsgálhatja, hogyan hat a Nap a Föld mágneses terére, amely témáról bővebben itt olvashat. cikk a Nap hatásáról a mágneses térre.
Miért olyan fontos a Föld mágneses tere?
A Föld mágneses tere nem csupán tudományos érdekesség. Létezése lehetővé teszi az általunk ismert élet kialakulását a bolygón. Hogyan csinálja?
- Napsugárzás elleni védelem: megakadályozza, hogy a napszél erodálja a légkört, megőrizve azokat a feltételeket, amelyek lehetővé teszik az élet kialakulását.
- Navigáció: Évszázadok óta használják hajók és repülőgépek tájékozódására, és ma is másodlagos szerepet tölt be a modern navigációs rendszerekben.
- Segíts a vándorló fajoknakSok állat, például madarak, teknősök és bálnák használják a mágneses mezőt a tájékozódásra utazása során.
- Földtani kutatásA paleomágnesességet tanulmányozva megérthetjük, hogyan változott a mező az évmilliók során, ami viszont támpontokat ad a Föld magjának viselkedéséről és a bolygó belső dinamikájáról.
A mágneses mező és a földi élet kapcsolata lenyűgöző. Valójában bizonyos fajok kifejlesztették azt a képességet, hogy magnetovétel, vagyis a Föld mágneses mezejének észlelésének képessége, hogy tájékozódjon. Különféle fajok, mint pl vándormadarak, bálnák és teknősök, nagy távolságok megtételére és fészkelő- vagy táplálkozási helyek felkutatására használják. Ha többet szeretne megtudni erről a jelenségről, olvassa el a Érdekes tények az északi fényről.
A Föld mágneses mezejének köszönhetően a Föld védett a napsugárzástól, amely véget vethet az általunk ismert életnek.. A bolygó mélyéről való eredete, a navigációra gyakorolt hatása, az olyan természeti jelenségekkel való kapcsolata, mint például az aurora, és az állatok navigációjára gyakorolt hatása csak néhány ok, amiért lenyűgöző és alapvető tanulmányi tárgya.
