Koti > Pedikyyri > Magneettinen myllerrys. SE lähetetty


Magneettinen myllerrys. SE lähetetty




Magnetismi- esiintymisilmiö magneettikenttä magneettisten kappaleiden ympärillä. Se ilmenee vetona tai hylkimisenä magneettisten kappaleiden välillä.

Rauta ja nikkeli ovat runsaimpia luonnossa. magneettisia materiaaleja. Sähkövirralla on myös magneettisia ominaisuuksia. Kaikki magneetit luovat magneettikentän ympäröivään tilaan, mikä johtaa magneettiseen vuorovaikutukseen niiden välillä.

Jupiter on yksi aurinkokunnan vahvimmista magneeteista. Siinä havaittiin synkrotronisäteilyä, joka lähettää varautuneita hiukkasia (elektroneja), jotka liikkuvat magneettikentässä.

Planeettojen tai tähtien ympärillä olevaa magneettikentän aluetta kutsutaan magnetosfääriksi. Useimmilla aurinkokunnan planeetoilla, erityisesti Maalla, on magneettikenttä. Planeetoilla on magneettikenttä, koska niiden ytimet sisältävät rautaa nestemäinen tila. Planeetan pyöriessä nesteytimeen muodostuu pyörteitä ja syntyy sähkövirtoja, jotka luovat magneettikentän.

Jupiterin magneettikenttä on 30 kertaa voimakkaampi kuin Maan, koska se on paljon suurempi ja pyörii nopeammin. Neptunuksen ja Uranuksen magneettikentät on sijoitettu suorassa kulmassa näiden planeettojen pyörimisakseliin nähden, mikä tekee niistä pohjimmiltaan erilaisia ​​kuin muut aurinkokunnan planeetat. Magnetismi liittyy läheisesti sähköön; tiedettä, joka tutkii sähköisten ja magneettisten ilmiöiden keskinäistä riippuvuutta, kutsutaan sähkömagnetismin teoriaksi.

Yleensä magneettikentän läsnäolo osoittaa, että planeetta on "elossa". Magneettikenttä luo suojaavan esteen tuhoavia tekijöitä, kuten aurinkoa ja kosmista tuulta, vastaan.

Niin kauan kuin magneettikenttä on olemassa, planeetta voi suojella sillä olevaa elämää. Jos sitä ei ole, kuten Marsin tapauksessa, kaikki elävät olennot yksinkertaisesti "räjäytetään pois" kerran vauraalta planeetalta. Mutta onneksi planeettamme, sellainen kohtalo lähitulevaisuudessa, ei uhkaa)). Ihmiskunnalle on kuitenkin toinen uhka - Maan magneettikenttien inversio, eli prosessi, jossa magneettikentät vaihtavat paikkoja keskenään. Viimeksi näin muutos maan magneettikentässä tapahtui 700 000 vuotta sitten. Nyt samanlaiset prosessit alkavat maan syvyyksissä. Maan magneettikenttä heikkenee nopeasti. Nämä videot selittävät tarkemmin, mistä on kyse:

Synkät näkymät, eikö? Siksi, kun maailma on vielä "paikoillaan", jatkamme elämästä nauttimista, arvostamme jokaista vietettyä aikaa ja pidämme huolta ainutlaatuisesta alkuperäisestä planeetastamme!

Maan magneettikenttä suojaa meitä vastaan kosminen säteily ja varautuneita hiukkasia aurinkotuuli pommittamalla maata. Ilman magneettikenttää planeetallamme olisi täysin erilainen ilmakehä, ja on mahdollista, että sillä ei olisi elämää.

Maan magneettisen "kilven" tutkimukset - päätehtävä Euroopan avaruusjärjestön satelliittitähtikuvio, joka laukaistiin kiertoradalle marraskuussa 2013. Swarm-operaation aikana on tarkoitus rakentaa erittäin tarkkoja karttoja pitkän aikavälin muutoksista Maan magneettikentässä. Tällaisten karttojen perusteella voidaan saada uutta tietoa meressä, ionosfäärissä, magnetosfäärissä ja syvällä planeetan sisällä - ytimessä, vaipassa ja maankuoressa - tapahtuvista luonnollisista prosesseista.

Kesäkuussa 2014 Kööpenhaminassa pidettiin erityinen konferenssi, jossa Swarm-projektin osallistujat keskustelivat kuuden kuukauden aikana kerätystä tiedosta. Havainnot ovat huolestuttavia: geomagneettinen kenttä heikkenee ja muuttaa konfiguraatiotaan .

Swarm-tähtikuvio koostuu kolmesta identtisestä satelliitista, jotka ovat matalalla kiertoradalla ja kulkevat Maan napa-alueiden läpi. Tällaiset rataparametrit johtuvat Maan magneettikentän konfiguraatiosta, joka on lähellä vastaavan magneettisen dipolin kenttää. Kaksi satelliittia lentää 450 km korkeudessa yhdensuuntaisesti toistensa kanssa noin 100 km etäisyydellä. Kolmas on 530 km:n korkeudessa, ja sen kiertorata on eri atsimuuttitasolla. Satelliittien liikkuessa kiertoradalla jokainen seuraava kiertorata siirtyy hieman pituusasteessa, jolloin koko kiertorata voi vähitellen peittää koko Maapallo ja saada globaali kuva magneettikenttävektorin jakautumisesta. Jokainen Swarm-laite on varustettu erittäin herkillä magnetometreillä magneettikentän voimakkuuden, suunnan ja vaihteluiden mittaamiseksi, kiihtyvyysmittarilla väliaineen nopeuden epähomogeenisuuden määrittämiseksi, sähköstaattisella analysaattorilla ja laitteilla tarkkaan avaruuteen suuntautumiseen.

Parvi tähdistö kiertoradalla . Kaksi avaruusalusta lentää rinnakkain toistensa kanssa ja kolmas - eri atsimuuttitasossa. Tämän konfiguraation avulla voit havaita ja mitata suurella tarkkuudella lähtevät magneettiset signaalit eri lähteistä- sisä- ja ulkokerroksista maankuorta, Maan ydin, valtamerivirroista, häiriöistäAuringon aktiivisuuteen liittyvä magnetosfääri ja ionosfääri

(Vastaava magneettinen dipoli - virtuaalinen kestomagneetti, jonka kenttä sopii parhaiten havaittuun laajamittaiseen Maan magneettikenttään. Vastaavan dipolin akseli vastaa geomagneettista akselia.

Azimutaalinen taso - poikkileikkaustaso, joka kulkee yhden meridiaanin ja Maan molempien navojen läpi.

Geomagneettisen kentän vektorin ortogonaaliset komponentit - vektorin laajennuksen kolme komponenttia, jotka on suunnattu pohjoiseen, itään ja pystysuunnassa maan pinnalle).

Parvi - neljäs avaruusprojekti geomagneettisen kentän tutkimus. Ensimmäinen magneettiset mittaukset avaruudesta tuotettiin vuonna 1980 amerikkalaisen Magsat-satelliitin toimesta, joka toimi vain yhdeksän kuukautta. Sitten oli melko pitkä aika, jolloin kiertoradalla ei ollut yhtään erikoistunutta geomagneettista satelliittia. Vasta vuonna 1999 laukaistiin Oersted-satelliitti ja vuotta myöhemmin CHAMP-satelliitti. Molemmat tehtävät onnistuivat erittäin hyvin. Heidän alun perin laskettu elämänsä ajanjakso ylitettiin useita kertoja - he työskentelivät yli kymmenen vuotta ja antoivat erittäin paljon suuri määrä tiedot. Nyt yhden tilan tilalleSwarm-ryhmä tuli laitteisiin.

Mitä tapahtuu?

Kööpenhaminan konferenssin alkuun mennessä satelliitit olivat tehneet yli kaksituhatta kierrosta Maan ympäri, ja kiertoradat, jotka vaihtelivat vähitellen pituusasteissa, peittivät vähitellen kaikki pituusastesektorit. Ensimmäiset Swarmin mittaukset osoittavat, että noin 15 vuoden aikana Maan magneettikentässä on tapahtunut merkittäviä muutoksia. Geomagneettisen kentän intensiteetti laskee ja epätasaisesti. Keskimäärin se laski 1,5 % ja joillakin alueilla, esimerkiksi Etelä-Atlantilla, 10 %. Monissa paikoissa kentänvoimakkuus, toisin kuin yleinen trendi, hieman lisääntynyt.

Maan dipolimagneettikentän asteittaisesta heikkenemisestä saadut satelliittitiedot vahvistetaan maan päällä sijaitsevien geomagneettisten observatorioiden mittauksissa, joissa on paljon enemmän pitkät rivit havainnot. Jotkut observatoriot ovat mittaaneet geomagneettista kenttää paikoissaan sata vuotta tai enemmän. Toinen tietolähde aiheestaMaan magneettikentän kehitys – paleomagneettiset tutkimukset, jotka perustuvat kiven magnetisoitumisen muutoksiin ytimissä – mahdollistavat kentän suuruuden arvioimisen kaukaisessa menneisyydessä.

Yleensä, kuten odotettiin, geomagneettista kenttää hallitsee dipolikomponentti, jonka päällekkäin on laajamittaisten ja paikallisten magneettisten poikkeamien kenttä. Pienimuotoisia magneettikentän vaihteluita havaitaan ylitettäessä pohjoisen ja eteläisen pallonpuoliskon korkeita leveysasteita. Näiden vaihteluiden amplitudi on nyt suhteellisen pieni, mikä viittaa geon heikkoon intensiteettiin magneettisia myrskyjä. Tämä on odotettavissa, koska olemme nyt 11 vuoden aurinkosyklin laskussa ja Aurinko on ollut hyvin tyyni.

Vastaanotetut tiedot sisällytetään eniten uusin versio geomagneettisen kentän laajamittainen malli, jonka avulla voidaan määrittää kentänvoimakkuuden suuruus missä tahansa maantieteellisessä pisteessä.

aurinkotuuli ja maan magneettikenttä . Auringosta jatkuvasti ulos virtaavien plasmavirtojen (ns. aurinkotuuli) vaikutuksesta Maan dipolin voimalinjat puristuvat aurinkoon päin ja venytetään satoja Maan säteitä vastakkaiselle yöpuolelle. , jotka muodostavat Maan magnetosfäärin. Aurinkotuulen plasma virtaa magnetosfäärin ympäri, tunkeutuen osittain sen sisään

Swarm-satelliitit vahvistivat aiemmat tiedotMaan magneettiset navat siirtyvät tuntuvasti . Pohjoinen magneettinapa ajautuu arktisen alueen Kanadan sektorilta kohti Itä-Siperian rannikkoa. Etelänapa on siirtynyt Etelämantereen mannerosasta eteläiselle valtamerelle kohti Uutta-Seelantia.

Maan ja sitten satelliittimittaukset osoittavat, että pohjoisen magneettinavan ajautuminen maantieteellisen navan suuntaan kasvoi 1990-luvulla jyrkästi ja oli 50 km/vuosi, kun 1900-luvun alussa se oli vain 10 km. /vuosi. Jos napa säilyttää nopeudensa ja siirtymissuuntansa, se tulee noin 50 vuoden kuluttua Pohjois-Siperian saarille. Edellisen Swarm CHAMP -satelliitin mukaan pohjoisen magneettinavan liikenopeus, joka saavutti vuonna 2003 arvon noin 60 km/v, alkoi sitten hidastua ja vuonna 2009 laski arvoon noin 45 km/v. . Samaan aikaan napa alkoi kääntyä hieman kohti Kanadaa,liikkuu edelleen luoteeseen.

Mitä tapahtuu magneettinapoille ja magneettikenttä Brasilian anomalian alueella tällä hetkellä, Swarmin havainnot osoittavat.

Napat ovat käänteisiä

Geomagneettisen kentän maallisen kulun havainnot maanpäällisistä magneettisista observatorioista osoittavat, että geomagneettisen kentän vektorin kaikkien kolmen ortogonaalisen komponentin arvo muuttuu hitaasti vuodesta toiseen. Kunkin komponentin maallinen vaihtelu voi olla eri muotoinen ja saavuttaa useita prosentteja mitatusta kokonaisarvosta. Maalliset vaihtelut ovat ominaisia ​​sekä geomagneettisen kentän dipoli- että ei-dipolikomponenteille. Viime vuosisadan aikana dipolikenttä pieneni noin 0,05 % vuodessa . Ei-dipolikentän vuosimuutoksen suhteellinen arvo on keskimäärin suurempi, mutta vaihtelee alueittain, missä kentänvoimakkuus voi sekä pienentyä että kasvaa. Melko usein, joskus muutaman vuoden välein, tapahtuu maallisen kurssin kiihtymisen tapahtumia - niin sanottuja geomagneettisia nykäyksiä.

Maan dipolin kokonaismagneettinen momentti pienenee vuoden aikana noin tuhannesosan arvostaan. Siksi lyhyt (geologisesti) aikajakso on riittävä muuttamaan koko geomagneettisen kentän kuvan, mukaan lukien sen siirtyminen nollasta ja polariteetin muutos. Paleomagneettisista tiedoista tehdyt arviot osoittavat, että napaisuuden vaihtoja todellakin tapahtui kaukaisessa menneisyydessä, taiinversio, maan magneettikenttä. Pohjois- ja etelänavat ovat päinvastaiset .

Maan nykyinen magneettikenttä , jolla on yleisesti dipolikonfiguraatio, on myös selkeästi ilmaistu laajamittaisia ​​poikkeavuuksia. Kuvan päällä alueet, joilla on suurempi magneettikentän voimakkuus, on merkitty punaisella ja alhaisemman magneettikentän voimakkuus sinisellä

Napaisuuden vaihtuessa, joka tapahtui vähitellen, Maan magneettikenttä menetti dipolirakenteensa. Ennen inversiota kenttä heikkeni ja sen jälkeennousi vähitellen aikaisempaan arvoonsa. Aiemmin käännöksiä on tapahtunut keskimäärin noin 250 000 vuoden välein. Mutta viimeisestä on kulunut 780 000 vuotta. Selitykset niin pitkä aika vakautta ei vielä ole, ja paleomagneettisen datan tulkinnan oikeellisuutta kritisoidaan ajoittain. kuitenkinse tosiasia, että tällä hetkellä Maan päämagneettikenttä pienenee melko voimakkaasti, on kiistaton tosiasia . Tämä voi olla merkkiglobaalien prosessien alku maapallon suolistossa.

Muuta mekanismia magneettiset navat ja maapallon magneettikentän luonteestaTähän päivään mennessä sitä ei tiedetä tarkasti, ja sen alkuperää selittää useita teorioita. Tietoa ei ole tarpeeksi tarkka ennuste geomagneettisen kentän evoluutio.

Magneettisuojan ja otsoniaukon katoaminen

Nyt Maan magneettikentän voimakkuus on noin 30 000 nT.päiväntasaajalla (jossa kenttävektori on suunnattu vaakasuoraan) ja 60 000 nT navoissa (jossa kenttävektori on suunnattu pystysuoraan). Tämä arvo on useita suuruusluokkia vähemmän arvoa Lääketieteellisten laitteiden tuottama magneettikenttä magneettisia vartentomografia. Joten elävät organismit ovat riittävän sopeutuneet muutoksiin Maan magneettikentän voimakkuudessa. Emme myöskään tunne olomme epämukavaksi siirtyessämme pohjoiselta pallonpuoliskolta eteläiselle pallonpuoliskolle, jossa maan dipolin magneettikenttä on suunnattu vastakkainen puoli. Kuitenkin dipolimomentin väheneminen, jota nyt ehdottomasti näemme, on huolestuttavaa. Se osoittaa polariteetin kääntymisen todennäköisyyden lisääntymistä - dramaattisinta globaalia muutosta Maan magneettikentässä. Jos kentän dipolikomponentin väheneminen 0,5 % vuodessa jatkuu, tämä kentän pääkomponentti katoaa jo neljännellä vuosituhannella. Ja kvadrupoli- ja tetrapolikomponenteilla tulee olemaan yhä merkittävämpi rooli, mikä johtaa monimutkaiseen, moninapaiseen kenttätopologiaan. Paleomagneettiset tutkimukset osoittavat tämäntämä konfiguraatio edelsi aina napaisuuden vaihtoa. Itse asiassa Maa menettää tänä aikana vahvan magneettisuojansa .

Geomagneettikentän heikkeneminen vaikuttaa varmasti maan ilmakehään. Magneettikenttä suojaa Maata avaruudesta ja Auringosta tulevilta energeettisiltä varautuneilta hiukkasilta. Hiukkasvirtojen lisääntyminen johtaa typen oksidien lisääntymiseen keskiilmakehässä. Nämä hiukkaset, jotka laskeutuvat vähitellen, tuhoavat aktiivisesti stratosfäärin otsonia. Otsonipitoisuuden laskun seurauksena haitallinen UV [ultravioletti]-säteily lisääntyy.

Nyt otsonipitoisuuden lasku on kiinteä kaikilla leveysasteilla., ja se on erityisen havaittavissa korkeissa lämpötiloissa huolimatta Montrealin pöytäkirjan mukaisista aktiivisista toimenpiteistä maapallon otsonikerroksen suojelemiseksi. Suurin otsonihäviö tapahtuu eteläisellä pallonpuoliskolla Etelämantereen yläpuolella. Keväällä tänne kehittyy suurin otsoniaukko. Kuitenkin vuonna 2012 ennätyksellisen alhainen otsonipitoisuus todettiin myös arktisella alueella, vaikka ilmakehän kierto on sellainen, että otsonin reikiä ei pitäisi muodostua sinne.

Simulaatio osoittaa sen nollassa geomagneettikentässä ilmakehän otsonin pitoisuus laskee 50 % . Tällainen otsonipitoisuuden aleneminen ja lukuisten otsoniaukojen ilmaantuminen johtaa katastrofaalisiin seurauksiin biosfäärille. Muutos läpi kulkevan auringon säteilyn spektrissä maan ilmakehään Maan pintaan, häiritsee koko biologista ketjua. Ensinnäkin tämä vaikuttaa mikro-organismeihin, jotka elävät valtameressä ja luovat pääbiomassan maan päällä. Niiden sopeutumiskyky spektrin muutokseen auringonsäteily määrittää lisää biologisia ja ilmastollisia seurauksia maapallon magneettisuojan heikkenemisestä.

Huomaa, että peruutettaessa kovat ajat tulossa Ja varten hyvin järjestäytyneet organismit, jotka voivat navigoida esimerkiksi magneettikentän avulla muuttolintuja ja merieläimiä.

Muutokset magneettikentässä vaikuttavat myös tekniikkaan. Jos Maan päämagneettikenttä heikkenee ja lakkaa olemasta dipoli, niin perinteiset tekniset suuntautumiskeinot, joita ihminen on käyttänyt tuhansia vuosia, lakkaa toimimasta. Kompassin neula ei löydä pohjoista eikä etelää.

Maan magneettikentän heikkenemisen myötä matalalla kiertävät avaruusalukset altistuvat lisääntynyt säteilyaltistus ja korkeaenergisten hiukkasten pommitukset. Auringonpurkausten aikana laitteet epäonnistuvat. Astronautit sekä mannertenvälisten lentojen matkustajat ja miehistöt voivat vastaanottaa vaarallinen annos säteilyä. Joten kun lennät Brasilian magneettisen anomalian yli, joka ilmenee jopa 600 km korkeudessa, asuttavalla avaruusasema erityisiä suojatoimenpiteitä toteutetaan. Varautuneiden hiukkasten vuontiheys poikkeaman alueella ylittää useilla suuruusluokilla samanlaisen syrjäisillä alueilla mitatun arvon.

Kanadasta Venäjälle

Jos napa jatkaa liikettä samaan suuntaan kuin nyt, niin teknisille järjestelmille vaarallisten maksimigeomagneettisten vaihteluiden vyöhyke peittyy vähitellen pohjoiset alueet Venäjä. Nämä ovat alueita, joilla sen on tarkoitus kehittää uusia energiahankkeita.

Miten Swarm voi auttaa?

Swarm-avaruusoperaation odotetaan kestävän neljästä viiteen vuotta. Eurooppalaisten satelliittien keräämiä tietoja voivat käyttää hankkeen suorien osallistujien lisäksi myös ESA:lle vastaavan hakemuksen jättäneet tieteelliset organisaatiot ympäri maailmaa. Venäjältä jätettiin kuusi hakemusta. Myös Venäjän tiedeakatemian geofysiikkakeskus osallistuu Swarm-havaintojen tulosten analysointiin. Satelliittidata on avoinna myös jatkossa ohjelmaan osallistuville tutkijoille.

Kiinnostavinta ovat tiedot maan sisäisen magneettikentän käyttäytymisestä. Mittausten perusteella rakennetaan Swarm uusi malli pääkenttä, jonka pitäisi kuvastaa sen nykyistä tilaa. Tämä malli pysyy merkityksellisenä seuraavat viisi vuotta geomagneettisen kentän vektorin määrittämiseksi kaikkialla maailmassa. Satelliitin tämänhetkisen mittaaman kentän voimakkuuden vertailu viime vuosikymmenien intensiteettiin osoittaa, kuinka paljon geomagneettisen kentän rakenne on muuttunut maan eri alueilla ja koko planeetalla. Nämä muutokset heijastavat syvän kehitystä maan kerrokset: nestemäinen ydin, kuori ja vaippa, ja niiden tutkimuksen avulla on mahdollista edetä johdonmukaisenfysikaalinen teoria magneettikentän synnystä Maan suolistossa - geodynamo teoria.

Satelliittimagnetometrien lukemien perusteella on mahdollista laskea vaihteluita litosfääristä peräisin olevassa magneettikentässä. Rakennus yksityiskohtaiset kartat litosfäärikenttä on suuri käytännön arvoa tutkia geologiaa ja tektonia, koska tämä geomagneettisen kentän osa liittyy geologisiin rakenteisiin.

Malliesitys maan päämagneettikentästä hänen uusinta tekniikkaa(vasemmalla) Ja napaisuuden vaihtoprosessissa (oikealla) . Ajan myötä dipolista tuleva Maan magneettikenttä voi muuttua moninapaiseksi, ja sitten muodostuu jälleen vakaa dipolirakenne. Kentän suunta kuitenkin muuttuu päinvastaiseksi: pohjoinen geomagneettinen napa tulee etelän tilalle ja etelä siirtyy pohjoiselle pallonpuoliskolle. Tällaisia ​​polariteetin vaihtotapahtumia on jo esiintynyt toistuvasti planeettamme geologisessa menneisyydessä.

Toisin kuin aikaisemmissa yhden koneen tehtävissä, Swarm mahdollistaa eri mittakaavaisten rakenteiden tunnistamisen ja magneettikentän spatiaalisen gradientin arvioinnin. Uusilla geomagneettisen kentän jakauman kartoilla on spatiotemporaalinen resoluutio, jota ei aiemmin ollut saavutettu. Jos maan päällä sijaitsevat observatoriot tallentavat kiertoradalla olevan satelliittikonstellaation toiminnan aikana tapahtumia, jotka liittyvät geomagneettisen kentän maallisten vaihtelujen globaaliin tai paikalliseen kiihtymiseen (nykiminen), satelliittihavainnot auttavat ymmärtämään niiden luonnetta, jota ei ole vielä täysin selvitetty. .

Erityistä huomiota on tarkoitus kiinnittää Brasilian magneettisen anomalian tutkimukseen, jossa havaitaan suurin magneettikentän voimakkuuden pudotus.

Swarmin tehtäviin kuuluu myös pohjoisen ja etelän magneettinapojen sijainnin selvittäminen ja ajautumisen seuranta. Tämä on sitäkin tärkeämpää, koska molemmat navat ovat tällä hetkellä valtameressä ja niiden tarkkaa sijaintia on melko vaikea määrittää maalla tehtyjen tutkimusten avulla.

On vielä yksi mielenkiintoinen ongelma, johon käytetään Swarm-havaintoja. Alustavien arvioiden mukaan Swarmin erittäin herkät magnetometrit pystyvät havaitsemaan merivirtojen aiheuttaman magneettikentän. Valtameren magneettisen signaalin tutkiminen avaruudesta ja satelliittitietojen analysointi Swarm-lentojen aikana valtamerten yli antaa mahdollisuuden paitsi arvioida itse virtausten parametreja, myös laskea sähkönjohtavuuden ylempi vaippa Maapallo.

Yllä luetellut tehtävät liittyvät sisäisten lähteiden tutkimiseenmaan magneettikenttä. Swarmin havaintotiedot auttavat kuitenkin myös aurinkotuuli-magnetosfääri-ionosfäärijärjestelmän sähködynaamisen vuorovaikutuksen tutkimisessa. Yksi aurinko-maan fysiikan tehtävistä, jotka oletetaan ratkaistavaksi, on rakenteen määrittäminen sähkövirrat, joka virtaa magnetosfäärin ja ionosfäärin välillä geomagneettisia kenttälinjoja pitkin, näiden virtojen suhdetta revontulia, ionosfäärin sähkökenttiä ja virtoja tyynissä olosuhteissa ja geomagneettisten myrskyjen aikana, aallon liikkeitä ja energian siirto Maan yläilmakehässä, ilmakehän tiheyden vaihtelut".http://www.nkj.ru/archive/articles/24756/

Maan magneettikenttä on sen muunnelma gravitaatiokenttä.

Ja gravitaatiokenttä ei ole juuri sellainen kuin kuvittelemme sen olevan.

  1. Painovoimakenttä

Ymmärtääksemme Maan magneettikentän luonteen meidän on ensin ymmärrettävä energian luonne. Ja kuten lukija näkee, maailma on paljon yksinkertaisempi kuin kuvittelemme sen olevan...

Painovoimakenttä

1800-luvun lopulla tieteessä hallitsi "eetteriteoria". Teorian ydin: koko maailmankaikkeuden avaruus on täytetty tietyllä aineella - "eetterillä". Joka on välittäjä kaiken vuorovaikutuksen siirtämisessä. Ja ydin ja vahva, ja heikko ja sähkömagneettinen .... ja niin edelleen. Sitten se korvattiin suhteellisuusteorialla. Ja eetterin teoria unohtui hiljaa.

Mutta mikä on silmiinpistävää: eetterin teorian perusteella melko paljon vakavaa tieteellisiä löytöjä. Ensinnäkin se koskee sähköä ja sähkömagnetismia. Maxwell päätteli sähködynamiikan lait uskoen lujasti eetterin olemassaoloon. Ja mitä loistava Tesla saavutti ...

Herää kysymys: jos "väärän" teorian perusteella tehtiin "oikeita" löytöjä, oliko se niin "väärin"? Eikö käynyt niin, että "veden kanssa vauva heitettiin ulos kehdosta"? Loppujen lopuksi nyt hallitsevassa Einsteinin teoriassa on niin paljon absurdeja ja epäjohdonmukaisuuksia todellisuuden kanssa ...

Jos 1900-luvun alussa olisi joku, joka "korjaisi hieman" eetteriteoriaa - suhteellisuusteorian sijaan tieteellä ja sen kanssa ihmisyhteiskunnalla olisi nyt täysin erilainen Katso.

Neljän substanssin käsite tulee siitä, että koko maailmankaikkeuden avaruus on todellakin täynnä jonkinlaista ainetta. Ei vain "eetterillä", vaan "energialla". Hyvin pahamaineinen energia, joka liikuttaa kaikkea ja kaikkea ympärillä, keittää vettä kattilassa, räjäyttää pommeja... Mutta josta tiede ei tiedä mitään: ei sen tilaominaisuuksia, ei massaa, ei muotoa jne., jne., jne. . ..

Aineen alkuainehiukkanen on dipoli (kuvassa - nuolen muodossa).

Aineen alkeishiukkanen ja sen veto- ja hylkimisvoimien vaikutusalue.

(dipoli)

Alkuainehiukkasella on sekä , että . Tässä tapauksessa alkuainehiukkasen vetovoimat vaikuttavat alkuainehiukkasen etupuoliskolla (liikkeen suunnassa) ja hylkivät voimat - takapuoliskolla.

Miten nämä voimat syntyvät?

Kuvittele aine "energia" nesteen tai kaasun muodossa. Ja alkuainehiukkanen - sauvan muodossa, jonka etupäässä on pumppu, jonka edessä on kello. Siten alkuainehiukkanen - sauva - "kelluu" energia-aineen "valtameressä".

Tämän kellon avulla sauvamme imee ympäröivää "nestettä". Tietysti siihen pisteeseen, jossa imeytynyt neste ennen oli, muodostuu tyhjiö - tyhjiö. Johon neste ympäröivästä tilasta ryntää välittömästi. Tämän "nesteen" liike tulee esiin. Avaruuden kaikilta puolilta - "kelloon". Näemme tämän kuvassa katkonuolien muodossa.

Samaan aikaan liikkuvat energiavirrat "vangitsevat" muita alkuainehiukkasia virtoihinsa. Ketkä raahaavat mukana. Eli - "sauvamme" "kellon" suuntaan. Näin muodostuu aineen alkuainehiukkasen vetovoima.

Lisäksi: jatkuvasti liikkuvien energiavirtojen ansiosta alkuainehiukkaset yhdistyvät atomeiksi, atomit molekyyleiksi, molekyylit fyysisiksi kappaleiksi…

Myös hylkimisvoimat muodostuvat alkuainehiukkasta kohti liikkuvien energia-ainevirtojen johdosta. Nämä virrat muodostavat energia-aineen tiivistymisalueen suoraan jatkuvasti liikkuvan alkuainehiukkasen taakse. Jokainen aerohydrodynamiikan asiantuntija vahvistaa tämän kohdistuksen.

Liikkuvat energiavirrat kiertävät näitä energia-aineen sinettejä. Jos näissä virroissa on muita alkuainehiukkasia, atomeja, niin ne luonnollisesti kiertävät myös alkuainehiukkasemme takana olevan energiatiheysalueen. Tämä koko prosessi tulkitaan alkuainehiukkasen hylkimisvoimaksi.

Alkuainehiukkanen liikkuu jatkuvasti universumin avaruudessa ja absorboi jatkuvasti ainetta "energiaa". Tämän absorption seurauksena avaruuteen ilmaantuu energiavirtoja, jotka on suunnattu alkuainehiukkaseen. Nämä virtaukset muodostavat vetovoimat: atomien, molekyylien ja fyysisten kappaleiden. Mukaan lukien painovoiman vetovoimat.

Vetovoiman voima- tapahtuu energiavirtojen toiminta, joka on suunnattu alkeishiukkasiin, jotka "vetävät" mukanaan, kiitokset, ainehiukkasia, jotka jäävät kiinni näihin virtoihin.

Painovoimakenttä fyysinen keho - on olemassa tämän fyysisen kehon luomia energiavirtoja, jotka on suunnattu sitä kohti ja jotka johtuvat tämän fyysisen kehon jatkuvasta energian imeytymisestä.

Kaikki fyysiset kehot koostuvat alkuainehiukkasia ja liikkuvat jatkuvasti universumin avaruudessa. Ja siksi imevät jatkuvasti energiaa avaruudesta. Eli ne luovat jatkuvia energiavirtoja avaruudessa itseään kohti.

Nämä energiavirrat luovat vetovoiman, jota kutsutaan yleisesti fyysiseksi kehoksi. Siksi se on selvää ehdottomasti kaikilla universumin fyysisillä kappaleilla on gravitaatiokenttä.

Maan magneettikenttä

Maan magneettikenttä – määritelmämme mukaan – sen gravitaatiokentässä on muutos. Ja se edustaa gravitaatioenergiavirtojen polarisaatiota. Magneettikenttää - universumin itsenäisenä ilmiönä - ei ole olemassa.

Vähän tarkemmin:

Maa fyysisenä kehona - suurena fyysisenä kehona - luo jatkuvia energiavirtoja itseään kohti avaruudesta. Nämä virtaukset ovat maan vetovoimakenttä.

Ihannetapauksessa nämä aineen "energian" virrat putoavat yhtä tasaisesti pystysuunnassa koko maan pinnalle.

Mutta kaikki muuttuu, kun maapallo pyörii akselinsa ympäri ja maapallon akseli kallistuu kiertoradansa tasoon. Täällä syntyvät vastaavat prosessit: keskipako- ja keskipakovoimat, translaatioliike avaruudessa, "kiinnityksen säännön" noudattaminen.

Tämän seurauksena maapallolle suunnatut energiavirrat jakautuvat uudelleen. Eli Maan vetovoiman voimat.

  • keskipakovoimat johtaa siihen, että painovoiman energiavirrat navoilla ovat voimakkaampia kuin päiväntasaajalla. Seurauksena on, että napoilla on suurempi vetovoima kuin päiväntasaajalla.
  • Gimletin säännön mukaan painovoiman vetovoima eteläisessä magneettinapassa on heikompi voima painovoiman vetovoima pohjoisessa magneettinavalla.

Tuloksena on "dipoli" - polarisoitu magneettikenttä.

Nyt magneettikentän tärkeimmistä mysteereistä:

  1. Miksi magneettiset navat eivät ole samoja kuin maantieteelliset navat?
  2. Miksi magneettiset navat "ajautuvat" jatkuvasti?

Maa on rakenneyksikkö galaksit - hän olennainen osa. Galaksissa - kiinteänä kohteena - on jatkuvia, suunnattuja energiavirtoja. Maapallolla hallitsee kaksi suuntaa:

  1. Virtaa galaksin "otsassa".. Galaksi liikkuu asteittain universumin avaruudessa. Liikesuunta - osuu yhteen galaksin pyörimisakselin kanssa. Muista, että ilmainen energia täyttää koko universumin tilan. Saamme galaksin energiavirtojen ensimmäisen hallitsevan suunnan: laskuri - galaksin liikesuunta(samanlainen kuin vastatuulessa liikkuessa nopeudella). Ensinnäkin energiavirrat, minkä tahansa galaksin tähdelle ja planeetalle, tulevat ulkopuolelta, galaksin vastakkaisesta liikesuunnasta.
  2. Maa pyörii auringon ympäri. Aurinko pyörii galaksin akselin ympäri. Lakien mukaan asteittain - pyörivä liike, Maan kiertoradan taso on kohtisuorassa akseliin nähden liike eteenpäin galaksit. Yksinkertaisesti sanottuna: Maan kiertoradan taso liikkuu galaksin pyörimisakselin ympäri. Siten toinen hallitseva energian suunta galaksissa Maan kannalta: Maata kohti, galaksispiraalin tasossa.

Saamme jotain tällaista:

kaavamainen esitys galaksista, maapallosta ja maapallon radasta

ja hallitseva X energia virtaa galaksissa

Kuvassa näemme galaksin tason, galaksin liikesuunnan. Näemme galaksin pääenergiavirrat - vastoin sen eteenpäin suuntautuvaa liikettä. Näemme maan ja sen kiertoradan tason. Näemme Maan vapaan energian vastavirtojen suunnan sen liikkeessä galaksin tasossa.

Vaihdetaan hieman kulmaa:

kaavamainen esitys maasta, Maan kiertoradalta galaksissa

ja energian suunta virtaa galaksin sisällä olevaan Maahan

Näiden kahden pääenergian yhdistelmä virtaa Maahan ja luo ne yleinen suunta, joka kohtaa Maan jatkuvassa liikkeessään universumin laajuudessa. Tässä paksuin nuoli osoittaa tämän yleisen energiavirtojen suunnan.

Lopulta saamme tämän kuvan:

kaavamainen esitys maapallosta ja siihen virtaavasta energiasta galaksissa

Tässä näkyy maapallo, sen pyörimisakseli ja vapaat energiavirrat, jotka kohtaavat Maan sen jatkuvassa liikkeessä universumin laajuudessa.

Kuten näette, näiden energiavirtojen suunta ei ole sama kuin maan pyörimisakselin tai päiväntasaajan tason. Mutta nämä energiavirrat maapallo imee itseensä luoden maan vetovoimakentän..

Tämän seurauksena saamme muunnelman gravitaatiokentästä, jota tieteessä yleensä kutsutaan "Maan magneettikentäksi".

Tämä vapaan energian vastavirtojen suunta johtaa useisiin seurauksiin:

  1. Maan magneettiset navat eivät voi mitenkään osua yhteen maantieteellisten napojen kanssa.
  2. Ottaen huomioon Maan jatkuvan liikkeen auringon ympäri ja jatkuvan liikkeen aurinkokunta galaksissa saamme jatkuvasti "ajautuvia" magneettinapoja.

Magneettinapojen äkillinen ja arvaamaton "ajautuminen" johtuu jatkuvasta muutoksesta kahden maan pääenergiavirran suhteen. Tämä on jotain, joka on universumin tietämyksemme ulkopuolella.

Mutta entä magneettikentän suojatoiminto? Loppujen lopuksi se on tieteen mukaan se, joka säästää meidät auringon säteilyn tuhoisilta vaikutuksilta.

Kaikki on hyvin yksinkertaista: Maapallon ilmakehä suojaa maata haitallisilta auringon säteilyltä.

Näin ollen maapallon ilmakehä on planeettamme suojelija tuhoisalta auringon säteilyltä. Maan "magneettikentällä" ei ole mitään tekemistä sen kanssa.

Maa on jättimäinen magneetti, jonka ympärille muodostuu magneettikenttä. Maan magneettiset navat eivät täsmää todellisten maantieteellisten napojen - pohjoisen ja etelän - kanssa. Magneettinapasta toiseen kulkevia voimalinjoja kutsutaan magneettisiksi meridiaaneiksi. Magneettisen ja maantieteellisen meridiaanin välille muodostuu tietty kulma (noin 11,5 °), jota kutsutaan magneettiseksi deklinaatioksi. Siksi magnetoitu kompassin neula näyttää tarkasti magneettisten meridiaanien suunnan ja suunnan pohjoiseen maantieteelliseen napaan - vain suunnilleen.

Vapaasti ripustettu magneettineula sijaitsee vaakasuorassa vain magneettisen päiväntasaajan linjalla, joka ei ole sama kuin maantieteellinen. Jos siirrät magneettisen päiväntasaajan pohjoiseen, nuolen pohjoispää putoaa vähitellen. Magneettisen neulan ja vaakatason muodostamaa kulmaa kutsutaan magneettiseksi inklinaatioksi. Pohjoisella magneettinavalla (77° pohjoista leveyttä ja 102° läntistä pituutta) asennetaan vapaasti ripustettu magneettineula pystysuoraan pohjoispää alaspäin ja eteläiseen magneettinapaan (65° S ja 139° E), sen eteläpää. putoaa alas. Siten magneettineula näyttää magneettikenttälinjojen suunnan maan pinnan yläpuolella.

Uskotaan, että planeettamme itse tuottaa jatkuvan magneettikentän. Se muodostuu monimutkaisesta sähkövirtajärjestelmästä, joka esiintyy Maan pyörimisen ja liikkeen aikana nestemäinen aine hänessä ulkoinen ydin. Magneettinapojen sijainti ja magneettikentän jakautuminen maan pinnalle muuttuvat ajan myötä. Maan magneettikenttä ulottuu noin 100 000 km:n korkeuteen. Se ohjaa tai vangitsee auringon hiukkasia, jotka ovat haitallisia kaikille eläville organismeille. Nämä varautuneet hiukkaset muodostavat Maan säteilyvyöhykkeen, ja koko maapallon lähiavaruuden aluetta, jossa ne sijaitsevat, kutsutaan magnetosfääriksi.

Aurinko lähettää maahan valtavan energiavirran, joka koostuu sähkömagneettisesta säteilystä (näkyvä valo, infrapuna- ja radiosäteily); ultravioletti ja röntgenkuvat; auringon kosmiset säteet, jotka näkyvät vain hyvin voimakkaita taudinpurkauksia; ja aurinkotuuli jatkuva virtaus plasma, jonka muodostavat pääasiassa protonit (vetyionit).
Auringon sähkömagneettinen säteily tulee Maahan 8 minuutissa, ja hiukkasvirrat, jotka tuovat suurimman osan häiriöstä Auringosta, liikkuvat noin 1000 km/s nopeudella ja viivästyvät kaksi tai kolme päivää. Pääasiallinen syy aurinkotuulen häiriöihin, jotka vaikuttavat merkittävästi maanpäällisiin prosesseihin, ovat suurenmoiset aineen sinkoutumiset auringon koronasta. Maata kohti liikkuessaan ne muuttuvat magneettisiksi ja aiheuttavat voimakkaita, joskus äärimmäisiä häiriöitä maan päällä. Erityisen voimakkaat Maan magneettikentän häiriöt - magneettimyrskyt - häiritsevät radioliikennettä ja aiheuttavat voimakkaita revontulia.

Magneettiset poikkeavuudet

Joillakin planeetan alueilla havaitaan magneettisen deklinaation ja magneettisen kallistuksen poikkeamia tietyn alueen keskiarvoista. Esimerkiksi sisään Kurskin alue rautamalmiesiintymän alueella magneettikentän voimakkuus on 5 kertaa suurempi kuin tämän alueen keskiarvo. Kenttää kutsutaan Kurskin magneettiseksi anomaliaksi. Joskus tällaisia ​​poikkeamia havaitaan laajoilla alueilla. Itä-Siperian magneettiselle anomalialle on ominaista länsimainen magneettinen deklinaatio, ei itäinen.

Olisin kiitollinen, jos jaat tämän artikkelin sosiaalisessa mediassa:


Sivustohaku.

Artikkelin sisältö

GEOMAGNETISMI, maan magnetismi, Maan ja Maan lähiavaruuden magneettikenttä. Maapallolla on magneettikenttä dipolityyppi, ikään kuin sen keskellä olisi jättimäinen tankomagneetti. Tämän kentän konfiguraatio muuttuu hitaasti, luultavasti seurauksena sulan materiaalin liikkeestä Maan ulkoytimessä yli 2900 km:n syvyydessä. Päämagneettikenttä johtuu maan syvyyksissä olevista lähteistä. Päämagneettikentän hitaat vaihtelut päällekkäin ovat nopeita mutta heikkoja muutoksia, jotka aiheutuvat ionosfäärin sähkövirroista. Ionosfäärin sähköiset ominaisuudet liittyvät siihen, että siinä on varautuneita hiukkasia, jotka syntyvät, kun ilmakehä ionisoituu auringon säteilyn vaikutuksesta. Tuulet, jotka puhaltavat ionosfäärissä Maan jatkuvan magneettikentän läsnä ollessa, synnyttävät sähkövirtoja, jotka puolestaan ​​luovat ylimääräisen muuttuvan magneettikentän.

Näiden säännöllisten magneettisten vaihteluiden lisäksi häiriöitä esiintyy myös satunnaisista auringonpurkauksista, ultravioletti- ja röntgenkuvat ja aurinkotuulen varautuneiden hiukkasten häiriintynyt virtaus. Tämä säteily lisää ionisaatiota ja aiheuttaa ylimääräisiä sähkövirtoja ionosfäärissä. Toisinaan aurinkotuuli vuorovaikuttaa niin tehokkaasti geomagneettisen kentän kanssa, että se muodostaa rengasvirran useiden maapallon säteiden etäisyydelle; tämä johtaa päämagneettikentän vähenemiseen; Tällaiset magneettiset häiriöt tuntuvat kaikkialla maailmassa, mutta ne ovat voimakkaimpia napa-alueilla. Voimakkaiden magneettisten häiriöiden aikana esiintyy erityisen voimakkaita revontulia, ja pitkän kantaman radioviestintä häiriintyy usein.

Tutkimiseen käytetään maan magneettikenttätutkimuksia fyysinen kunto syvä suoli ja siinä tapahtuvat prosessit korkeat kerrokset tunnelmaa. Magneettisten vaihteluiden havaintoja tehdään maan pinnalla, valtamerissä sekä ilmasta ja avaruudesta lentokoneiden ja satelliittien avulla. Myös magneettikenttä pelaa tärkeä rooli alueilla, jotka ovat maan pinnasta tuhansien tai useamman kilometrin päässä; rajoissaan syntyy intensiivinen magneettikentän vangitsemien hiukkasten virtaus vakavia ongelmia ilmailu-avaruustutkimukseen. aurinko ja galaktinen kosmiset säteet korkeasta energiastaan ​​huolimatta ne poikkeavat maan magneettikentästä ennen kuin ne pääsevät ilmakehään.

Historiallinen viittaus.

Jos tankomagneetti on vapaasti ripustettu sen keskelle kiinnitettyyn kierteeseen, magneetin akseli on ensimmäisenä likiarvona suunnattu pohjois-etelä-suunnassa. Ei tiedetä tarkasti, milloin tämä magneetin ominaisuus löydettiin ensimmäisen kerran. Ehkä kiinalaiset tunsivat hänet kuitenkin jo vuonna 1100 käytännön käyttöä tämä ilmiö alkoi vasta 200 vuotta myöhemmin. SISÄÄN Länsi-Eurooppa Magneettikompassia on käytetty navigoinnissa vuodesta 1187.

Geomagnetismin tieteen perusta luotiin 1200- ja 1500-luvuilla. 1500-luvun puoliväliin mennessä. tuli tiedoksi, että ripustettu magneetti ei aina osoita tarkasti pohjoiseen. Ensimmäiset tiedot maan magneettikentän suunnan kallistumisesta suhteessa vaakasuora taso ilmestyi 1500-luvun puolivälissä. Vuonna 1600 Elizabeth I:n hovin lääkäri W. Gilbert julkaisi kuuluisan tutkielman Magneetista, magneettikappaleista ja suuresta magneetista - Maasta. Uusi fysiologia, joka on todistettu monilla argumenteilla ja kokeilla (De magnete, magneticisque corporibus et de magno magnete tellure. Fysiologia nova; Venäjän kieli käännetty 1956), jossa hän kuvaili magneetin ja maan magnetismin ominaisuuksia. Hän huomautti, että maapallo on ilmeisesti valtava pallomainen magneetti.

Gresham Collegen (Lontoo) tähtitieteen professori G. Gellibrandt kirjasi magneettikentän vaihtelut ajan kuluessa. Vuonna 1701 tähtitieteilijä E. Halley julkaisi ensimmäisen geomagneettisen kentän kartan. 1700-luvun puolivälissä yhteys revontulien ja magneettisten variaatioiden välille luotiin. 1800-luvulla K. Gauss, joka esitteli valtava panos Geomagnetismin tietämyksen kehittämisessä hän paransi magneettisten vaihteluiden mittauslaitteita ja asensi ne Göttingeniin vuonna 1833 rakennettuun magneettiseen observatorioon, joka rakennettiin ei-magneettisista materiaaleista. Vuonna 1834 Gauss ja W. Weber osallistuivat F. Humboldtin magneettisten ilmiöiden havainnointiohjelmaan, jota suoritettiin samanaikaisesti n. 50 observatoriota, jotka olivat osa Göttingenin magneettiliittoa. Gauss yleisti magneettista dataa ja osoitti matemaattisesti Hilbertin hypoteesin, että päämagneettikentän lähde (pää) on Maan sisällä.

Geomagneettisen kentän kuvaus.

Maapallon missä tahansa kohdassa magneettikenttä on tyhjentävästi karakterisoitu sen intensiteetillä ja suunnalla, jonka kulmaa vaakatason kanssa kutsutaan magneettiseksi inklinaatioksi ( minä). Jos kenttä projisoidaan vaakatasolle, suunta ensimmäisessä approksimaatiossa suuntautuu pohjoisesta etelään, mutta yleensä se muodostaa jonkin kulman maantieteellisen pituuspiirin todellisen suunnan kanssa; Tätä poikkeamaa kutsutaan magneettiseksi deklinaatioksi ( D). Magneettikentän amplitudia tai intensiteettiä kutsutaan kokonaismagneettiseksi intensiteetiksi ( F). Magneettikenttä voidaan esittää kahdella keskenään kohtisuoralla komponentilla: vaakasuora ( H) ja pystysuora ( Z). Jos vektorit, jotka osoittavat vaakakomponentin intensiteetin ja suunnan eri kohdissa maapallolla, piirretään kartalle, voidaan nähdä, että ne poikkeavat pisteestä lähellä etelänapaa ja konvergoivat lähellä olevaan pisteeseen. Pohjoisnapa. Näitä pisteitä kutsutaan vastaavasti etelä- ja pohjoismagneettinapiksi. Napoissa magneettikenttä on suunnattu pystysuoraan. Suoraa, jolle magneettikenttä on suunnattu vaakasuunnassa, kutsutaan magneettiseksi ekvaattoriksi.

Magneettiset navat eivät täsmää maantieteellisten napojen kanssa ja liikkuvat hyvin nopeasti. Pohjoinen magneettinapa on klo pohjoiset vedet Kanada. Sen koordinaatit vuonna 1900 olivat 69° pohjoista leveyttä. ja 97° läntistä leveyttä, vuonna 1950 - 72° pohjoista leveyttä. ja 96° läntistä leveyttä, vuonna 1980 - 75° pohjoista leveyttä. ja 100° läntistä leveyttä ja vuonna 1985 - 77° pohjoista leveyttä. ja 102°W Eteläinen magneettinapa vuonna 1985 oli 65,5° eteläistä leveyttä. ja 139,5°E Näiden magneettinapojen läpi vedetty suora viiva ei kulje maan keskipisteen läpi.

Geomagneettisen kentän mittaukset osoittavat, että koko maan pinnalla se voidaan esittää planeetan keskelle sijoitetun sauvamagneetin kenttänä. Sitä kutsutaan myös magneettiseksi dipolikentäksi; pallon ulkopuolella sillä on sellainen konfiguraatio kuin pallo olisi tasaisesti magnetoitu. Tämä malli tarjoaa parhaan (mutta kaukana täydellisen) vastineen todelliseen kenttään. Kaksi pistettä, joissa dipoliakseli leikkaa maan pinnan, kutsutaan geomagneettisiksi napoiksi. 1990-luvun alussa geomagneettinen päiväntasaaja kallistui maantieteelliseen päiväntasaajaan 12°. Pohjoisen geomagneettisen navan koordinaatit olivat 79° N. ja 70° W, ja dipoliakseli oli 460 km päässä maan keskipisteestä Tyyni valtameri(18°N, 148°E). Magneettinen kokonaisintensiteetti geomagneettisilla navoilla on noin 0,6 gaussia, magneettisella päiväntasaajalla intensiteetti on noin puolet siitä.

Magneettiset kortit.

Geomagneettisen kentän jakautuminen lähellä maan pintaa voidaan esittää isomagneettisina viivoina, ts. viivoja, joita pitkin tietyn komponentin arvo pysyy vakiona. Deklinaatiokarttoja kutsutaan isogonikartoiksi (kuva 1). Magneettikartat perustuvat lukuisiin maalla, merellä ja ilmasta tehtyihin magneettitutkimuksiin. Yhdysvalloissa magneettisia karttoja laativat Coast and Geodetic Survey ja Military Hydrographic Office.

Magneettitutkimusten lisäksi Maan magneettikentän tarkkaa tarkkailua tehdään eri puolilla maailmaa magneettisissa observatorioissa. Satelliitit tekevät magneettitutkimuksia korkeita korkeuksia, jossa alueelliset magneettiset poikkeavuudet, kuten maankuoren magnetoituneet kappaleet, kuten rautamalmit, eivät vaikuta.

Magneettiset mitat.

Magneettisissa observatorioissa magneettisten elementtien absoluuttiset arvot (eikä niiden vaihtelut) määritetään säännöllisin väliajoin mahdollisimman tarkasti.

Magneettinen deklinaatio D Määritetään mittaamalla kiertymättömälle kierteelle vapaasti ripustetun osoitinmagneetin atsimuutti (vaakasuunta) siten, että magneetti on vaakasuorassa. Atsimuutti mitataan suunnasta maantieteelliseen pohjoiseen, joka määritetään tähtitieteellisten tai geodeettisten havaintojen avulla. Vakiolaitteet magneettinen deklinaatio määritetty 0,1" tarkkuudella

Alkuperäinen magneettinen kaltevuus minä määritettiin mittaamalla magneettineulan kaltevuus, jonka keskipiste on kiinnitetty vaaka-akselille; tämä akseli on suunnattu kohtisuoraan magneettiseen meridiaaniin nähden siten, että neula voi kääntyä meridiaanin tasossa. Näiden mittausten tarkkuus ei kuitenkaan ollut korkea, joten he alkoivat käyttää induktiokallistusmittaria, joka koostui pyöreästä monikierroskelasta, joka pyörii suurella nopeudella kelan halkaisijaa pitkin kulkevan akselin ympäri. Akseli on kiinnitetty runkoon siten, että sen suunta voidaan mitata. Tämä menetelmä perustuu indusoidun sähkövirran esiintymiseen kelassa, kun sen läpi kulkeva virta muuttuu. magneettinen virtaus. Jos kelan akselin suunta ei ole sama kuin magneettikentän suunta, kelan sisällä indusoituu vaihtovirta. Magneettikentän suunta määräytyy sillä hetkellä, kun galvanometri ei osoita indusoitunutta virtaa pyörivässä kelassa. Induktiokallistusmittarin avulla magneettinen kaltevuus voidaan säätää 0,1" tarkkuudella.

Vaakakomponentin intensiteetti mitataan Gaussin kehittämällä menetelmällä. Mittaukset suoritetaan kahdessa vaiheessa. Ensin mitataan vaakatasossa vapaasti pyörivän magneetin vääntövärähtelyjen jakso; tämä ajanjakso riippuu geomagneettisen kentän voimakkuudesta H, sekä magneettisesta hetkestä M ja magneetin hitausmomentti. Sitten magneettiin kiinnitetään ei-magneettinen nauha, jonka hitausmomentti tunnetaan, minkä jälkeen koe toistetaan. Hitausmomentin lisäyksen vuoksi värähtelyjakso muuttuu, minkä avulla voit laskea tuotteen MH. Toisessa vaiheessa magneettineulan poikkeama mitataan maan magneettikentän vaikutuksesta ja ensimmäisessä kokeessa käytetyn magneetin kentän vaikutuksesta, jolloin saadaan suhteet M/H. Yhdistämällä molemmat määrät, MH Ja M/H, voit asentaa H.

Pystykomponentti mitataan samalla tavalla. Z. Jos määritelty H Ja Z, magneettinen inklinaatio saadaan relaatiosta tg minä = Z/H.

Protoni magnetometri.

Sen toiminta perustuu ydinprecessioon (kiertoakselin suunnan muutokseen) magneettikentän suunnassa. Vetyytimet (protonit) vedessä, keinotekoisen magneettikentän vaikutuksesta, jotka ovat suunnilleen suorassa kulmassa maan magneettikenttään nähden, polarisoituvat. Polarisoiva magneettikenttä sammuu sitten yhtäkkiä. Protonit alkavat kulkea vapaasti maan magneettikentän suunnassa F kunnes ydinspinit saavuttavat uuden tasapainotilan. Protonien precessio indusoi käämiin pienen sähkömotorisen voiman. Taajuus f Tämän signaalin taajuus on sama kuin protoniprecessiotaajuus ja liittyy magneettikentän suuruuteen F suhde 2 pf = gF, Missä g on protonin gyromagneettinen suhde, joka tunnetaan suurella tarkkuudella. Signaalin taajuuden mittaaminen kelassa antaa sinun määrittää magneettisen kokonaisintensiteetin. Protonimagnetometrit on myös suunniteltu mittaamaan H Ja Z. Jokainen näistä komponenteista mitataan Helmholtz-renkaiden parilla (käämit erittäin tasaisen magneettikentän luomiseksi), jotta saadaan aikaan nolla arvo komponenttia, jota ei tällä hetkellä mitata.

Maalliset magneettiset vaihtelut.

Observatorioissa mitatut magneettisten elementtien vuosikeskiarvot ja usean vuoden välein tehtyjen magneettitutkimusten tulokset osoittavat, että maapallon magneettikenttä on alttiina maallisille (hitaasti muuttuville) vaihteluille. Nämä vaihtelut piirretään karttoihin tiettyjen aikakausien vuotuisten muutosten samanarvoisten viivojen muodossa (isovariaatioiden tai isohuokosten kartat). Isohuokoset muodostavat soikioita alueiden ympärille, joilla tapahtuu nopeita vuosittaisia ​​muutoksia. Yhden tai kahden vuosikymmenen kuluessa isohuokoset voivat muuttua merkittävästi. Niiden keskukset pyrkivät ajautumaan länteen.

Kentän suunnassa on myös hidas kierto jonkin kiinteän suunnan ympäri. Esimerkiksi Lontoon observatorion havainnot osoittavat, että magneettikenttä on suorittanut lähes kolme neljäsosaa vallankumouksesta viimeisen 400 vuoden aikana.

Paleomagnetismi.

Mineraaleihin "varastoidun" magnetismin tutkimus kiviä ah, tarjoaa tietoa maan magneettikentän historiasta geologisessa menneisyydessä. Jos kuuma aine jäähdytetään magneettikentässä Curie-pisteen yläpuolella olevasta lämpötilasta (lämpötila, jonka yläpuolella magnetoitunut aine menettää magnetisoitumisensa) matalat lämpötilat, sen jäännösmagnetointi säilyttää jäähdytyksen aikana vallinneen ulkoisen magneettikentän suunnan. Siksi sulasta muodostuneet mineraalit "muistavat" geomagneettisen kentän suunnan. Lisäksi sedimentaation aikana vesialtaissa olevat magnetoidut hiukkaset suuntautuvat maan magneettikentän vaikutuksesta. Nämä ilmiöt ovat paleomagnetismin taustalla, mutta niiden tulkinta on erittäin vaikeaa, koska kalliomagnetismi ei ole aina vakaata.

Paleomagneettiset tiedot muodostivat perustan mantereiden ajautumisen teorialle. Eri-ikäisten kivien tutkimusten tuloksena havaittiin, että niiden magnetoituminen poikkeaa nykyaikaisen magneettikentän suunnasta. Näin ollen näyttää siltä, ​​että magneettiset navat geologisessa menneisyydessä liikkuivat suhteessa maan pintaan. Tämä tulkitaan todisteeksi siitä keskinäinen järjestely maanosat eri geologisilla aikakausilla muuttuivat.

Maan magneettikentän luonne ja sen maalliset vaihtelut.

Maan päädipolimagneettikenttä voitaisiin selittää, jos se olisi tasaisesti magnetoitunut. Pintakerrosten kivien magnetoituminen on kuitenkin ristiriidassa tämän kanssa. Laboratoriokokeet osoittavat, että Curie-piste pienenee paineen kasvaessa. Koska paine ja lämpötila nousevat syvyyden myötä, vaikuttaa erittäin epätodennäköiseltä, että tietyn syvyyden alapuolella ferromagneettiset aineet voivat säilyttää magnetisoitumisensa. Vaikka laboratoriokokeet eivät täysin mallinna lämpötilaa ja painetta maan syvissä kerroksissa, on yleisesti hyväksyttyä, että Maan päämagneettikenttä ei voi johtua pysyvä magnetointi maallinen aine.

Seismiset ja muut geofysikaaliset tiedot osoittavat, että maapallolla on ydin (tiheydeltään samanlainen kuin rauta tai rauta-nikkeliseos), joka sijaitsee n. syvyydessä. 2900 km ja havaitsee joitain nesteen ominaisuuksia. W. Elsasser, E. Bullard ja muut tutkijat ehdottivat, että ytimessä tapahtuu konvektiivisia liikkeitä. Johtavan aineen liike magneettikentässä indusoi sähkömotorisen voiman, joka indusoi sähkövirtoja, jotka synnyttävät ylimääräisen magneettikentän, joka on samanlainen kuin itsestään virittyvän dynamon toiminta.

Maallisen vaihtelun keskusten lähellä oleva magneettikenttä voidaan hyvin edustaa eristetyillä dipoleilla, jotka sijaitsevat lähellä Maan "nestemäisen" ytimen pintaa. Suhteellisesti lyhyt aika, jonka aikana maallisia vaihteluita esiintyy, vahvistaa, että niiden syy liittyy ytimessä tapahtuviin liikkeisiin. Näiden liikkeiden aiheuttamat sähkövirrat lähellä ytimen pintaa aiheuttavat todennäköisesti maallisia vaihteluita.

Variometrit.

Geomagneettisen kentän absoluuttisten mittausten lisäksi magneettiset observatoriot tallentavat komponentteja jatkuvasti H, D Ja Z, koska magneettikentässä on säännöllisiä ja epäsäännöllisiä vaihteluita. Näiden vaihteluiden amplitudi on paljon pienempi kuin jatkuvan magneettikentän intensiteetti. Vaihtelun mittaamiseen tarkoitettuja laitteita kutsutaan variometreiksi. Niiden toiminta perustuu siihen, että muutokset kussakin magneettielementissä aiheuttavat vastaavan poikkeaman magneettineulasta, johon kiinnitetään peili, ja siihen suunnataan valo pienestä lampusta. Heijastunut säde osuu valokuvapaperilla päällystetyn sylinterin pinnalle, joka pyörii tasainen vauhti akselinsa ympäri. Variometreissä, jotka mittaavat samanaikaisesti kolmea kenttäkomponenttia, kolme käyrää tallennetaan samanaikaisesti yhdelle magnetogrammille (kuva 2). Erityyppisiä variometrejä käytetään eri amplitudien ja taajuuksien vaihteluiden tallentamiseen.

Kvanttimagnetometri.

Rubidiumhöyrymagnetometri on kehitetty tarkkailemaan nopeita vaihteluita. Tämä laite käyttää optista pumppausta. Rubidiumlampun valo kulkee rubidiumhöyryä sisältävän kammion läpi ja putoaa valokennon päälle, joka rekisteröi valon intensiteetin. Magnetometri on suunnattu siten, että valonsäde on lähes yhdensuuntainen magneettikentän kanssa. Jos käytämme kelan luomaa vaihtuvaa magneettikenttää, jonka taajuus vastaa yhtä Zeemanin siirtymistä rubidiumatomeissa, absorptio kasvaa magneettiresonanssin vuoksi. Zeeman-siirtymää vastaava taajuus on tunnettu magneettikentän voimakkuuden funktio. Resonanssitaajuus määräytyy käytetyn magneettikentän taajuudella, jonka avulla voit asettaa magneettikentän voimakkuuden.

Rubidium-höyrymagnetometri on hyväksyttävä tarkat mittaukset magneettikentän nopeasti muuttuvat vaihtelut, koska sen avulla voidaan saavuttaa suuruusluokkaa 0,02 gamma (1 gamma \u003d 10 -5 gauss \u003d 10 -9 Tesla \u003d 1 nT) herkkyys. Mittausta varten absoluuttiset arvot intensiteetti protonimagnetometrillä.

Auringon ja kuun magneettiset vaihtelut.

Magnetogrammin vaihteluiden tallentamisen luonteen mukaan erotetaan "magneettisesti hiljaiset" ja "magneettisesti häiriöttömät" päivät. Nämä magneettiset häiriöt ovat paljon yleisempiä ja voimakkaampia polaarisilla leveysasteilla.

Jopa täysin hiljaisissa tallennusolosuhteissa yhdellä asemalla, magneettiset elementit H, D Ja Z muuttua järjestelmällisesti ajan myötä. Näitä vaihteluita kutsutaan aurinko-vuorokauden hiljaisiksi magneettisiksi vaihteluiksi ja ne on merkitty S q; Tässä S osoittaa, että vaihtelu riippuu observatorion paikallisesta ajasta (eli sen pituusasteesta suhteessa aurinkoon) ja indeksistä q tarkoittaa "rauhallista".

Päiväntasaajan pohjois- ja eteläpuolella vaihtelu jopa 30° S q vaakasuora komponentti H vastaavasti kasvaa (pohjoiseen) päiväsaikaan maksimissaan keskipäivällä ja laskee (etelään) yöllä; vaihtelun vaihe kääntyy päiväntasaajan vyöhykkeen pohjois- tai eteläpuolelle. Pohjoisella pallonpuoliskolla S q deklinaatio D on suunta itään aamulla ja länteen - iltapäivällä; sama pätee pystykomponenttiin Z, joka vähenee yöllä. Nämä muutokset D Ja Z käänteinen merkki päiväntasaajasta etelään.

Kun otetaan huomioon kaikki kolme elementtiä yhdessä, S q sen amplitudi on paljon suurempi päivällä kuin yöllä, mikä osoittaa sen S q syntyy ionosfäärissä virtaavien sähkövirtojen seurauksena. Tapahtumasta vastuussa olevat sähkövirrat S q, mitataan geofysikaalisilla raketteilla, jotka on laukaissut lähellä päiväntasaajaa.

Amplitudiarvot keskimäärin yli kuukauden tai vuoden S q muutos auringon aktiivisuuden muutoksen mukaisesti; ne ovat suurimmat, kun Auringossa on korkeintaan auringonpilkkuja. Amplitudi S q ja jossain määrin sen globaali jakautuminen muuttuu päivittäin; nämä muutokset eivät kuitenkaan seuraa vain auringon aktiivisuutta.

On muitakin säännöllisiä muunnelmia päällekkäin neliö ja muuttuvat kuun ajan mukaan. Nämä vaihtelut, joita kutsutaan "kuun ja vuorokauden vaihteluiksi" ( L), ovat pääasiassa säännöllisiä puolipäivän vaihteluita magneettikentässä. Niiden amplitudi on paljon pienempi kuin amplitudi S q , esimerkiksi variaatio S q vaakasuora komponentti H vaihtelee 30 gamman sisällä matalilla leveysasteilla; vaihtelut L- vain ok. 3 gammaa. Variaatio L, Toisin kuin S q, ei juuri ilmaistu magnetogrammeissa (lukuun ottamatta geomagneettista ekvaattoria, jossa sen arvo on epätavallisen suuri). Se voidaan erottaa vain hienovaraisuuden perusteella matemaattinen analyysi, jossa S q ja muut vaihtelut lasketaan keskiarvoina. Siitä huolimatta L vaihtelee kuun ajan mukaan, se muuttuu pääasiassa päiväsaikaan, jolloin ionosfäärin sähkönjohtavuus on maksimi. Siksi vaihtelu L johtuu vuorovesiliikkeiden aiheuttamista sähkövirroista ionosfäärin alemmissa kerroksissa.

Kapealla vyöllä magneettisen päiväntasaajan yläpuolella S q lisääntyy merkittävästi iltapäivällä. Tämä vaikutus johtuu "elektrosuihkun" olemassaolosta - tiivistetystä sähkövirrasta, joka virtaa ionosfäärin kapeassa hihnassa. Kuun ja vuorokauden vaihtelu L kasvaa nopeammin kuin S q. Lännestä itään virtaavan ekvatoriaalisen sähkösuihkun uskotaan johtuvan sähkönjohtavuuden lisääntymisestä magneettikentän poikki suunnassa (joka on suunnattu vaakasuoraan tällä alueella).

Magneettiset paikat.

Magneettisia vaihteluita havaitaan usein, joissa tallennuslinja H magnetogrammissa sen ääriviivat muistuttavat lahtea, jonka muodostaa rannikko. "Magneettisilla lahtilla" on suurin amplitudi ja niitä havaitaan useimmiten revontulien alueilla (vyöhykkeillä revontulia) Maan yöpuolelta, yksi kummallakin pallonpuoliskolla; niiden keskipisteet ovat 23°:n päässä geomagneettisista napoista. Tyypillinen magneettikenttä osoittaa voimakasta sähkösuihkua ionosfäärissä länteen, joka virtaa revontulien vyöhykkeen läpi aikaisin aamulla (paikallista aikaa) ja heikompaa sähkösuihkua, joka virtaa sisään itään päin myöhemmin iltatunnit. Näiden revontulien sähkösuihkujen hajavirrat leviävät koko maapallon yli ja herättävät magneettikenttiä, joiden intensiteetti on paljon alhaisempi matalilla leveysasteilla.

Voimakkaat magneettiset häiriöt auroravyöhykkeillä, joita kutsutaan napamyrskyiksi, liittyvät läheisesti revontulien ja muiden napahäiriöiden levinneisyyteen.

Auringonpurkausten vaikutus.

Auringon havaintojen seurauksena auringonpilkkujen läheltä löydettiin odottamattomia soihdut. Samanaikaisesti niiden kanssa häiriöt tallentuvat Maan päivän puolella sijaitsevien asemien magnetogrammeihin. Maan magneettikentässä auringonpurkaus aiheuttaa odottamattoman kasvun S q kestää 20–30 minuuttia, joten auringonpurkauksen vaikutus on merkitty S qa, jossa kuvake a osoittaa intensiteetin lisääntymistä.

Soihdun aikaan Auringon kovan säteilyn virtaus kasvaa; tämä johtaa ionisaation lisääntymiseen, ionosfäärin sähkönjohtavuuden kasvuun ja sähkövirran lisääntymiseen, mikä aiheuttaa S q. Jyrkkä nousu ionisaatio ionosfäärin alemmilla alueilla aiheuttaa huomattavaa radioaaltojen absorptiota ja katkoja radioviestinnässä. pitkät matkat.

Magneettinen myrsky.

Erityisen voimakkaita magneettisia häiriöitä, jotka leviävät koko maapallolle, kutsutaan magneettimyrskyiksi. Jotkut magneettiset myrskyt alkavat odottamatta ja lähes samanaikaisesti kaikkialla maapallolla, kun taas toiset kehittyvät vähitellen. Merkki yhtäkkiä alkavasta magneettimyrskystä on äkillinen muutos kaikki kolme magneettista elementtiä magnetogrammissa. Vaakasuora komponentti Häkillinen voimakkuus kasvaa, joskus sitä edeltää pieni negatiivinen pulssi. Äkillisen myrskyn alkaessa vaihteluamplitudi on suurin revontulien vyöhykkeillä ja pienenee päiväntasaajaa kohti; lisääntyä S q Ja L havaitaan kapealla vyöllä magneettisella päiväntasaajalla päivänvalon aikana.

Jälkeen äkillinen myrsky, vaakakomponentti ennätyslinja H muutaman tunnin sisällä sijaitsee yleensä myrskyä edeltäneen tason yläpuolella; tätä (positiivisten arvojen) vaihetta pidetään ensimmäisenä tai alkuvaiheena. Arvot H vaihteluvälillä 10-20 gammaa keskimmäisillä leveysasteilla. Tätä vaihetta seuraa merkittävä lasku arvojen reilusti alle normaalin. Amplitudin pudotus useilla kymmenillä sarjoilla keskivoimaisen myrskyn aikana vastaa sen päävaihetta. Suurin poikkeama saavutetaan 12 tunnin kuluttua ja tätä merkittävää laskua seuraa hidas paluu normaali taso joka kestää yleensä useita päiviä. Nämä ominaisuudet edustavat keskimääräisiä magneettimyrskyjen ominaisuuksia keski- ja matalilla leveysasteilla; yksittäisten myrskyjen ominaisuudet voivat poiketa merkittävästi keskiarvosta. Suuret magneettiset myrskyt kulkevat näiden vaiheiden läpi nopeammin kuin heikot.

Kun lähestymme revontulien vyöhykettä, magneettiseen myrskyyn liittyvät magneettikentän muutokset ovat päällekkäisiä magneettikentillä. Kentän muutokset ovat täällä paljon epäsäännöllisempiä ja voimakkaampia kuin matalilla leveysasteilla; vaihtelut myrskyjen aikana voivat saavuttaa useita tuhansia mittakaavoja. Napakorkeuksien sisällä (revontulien sirkumpolaariset alueet) häiriöaste on hieman pienempi kuin revontulien alueella, mutta paljon voimakkaampi kuin matalilla leveysasteilla.

Vaihtelut korkeilla leveysasteilla osoittavat voimakkaiden ja keskittyneiden auroraalisten sähkösuihkujen olemassaolon, jotka on yleensä suunnattu itään ennen "magneettista keskiyötä" ja länteen sen jälkeen. Magneettinen keskiyö määritellään ajaksi, jolloin Aurinko on magneettisen meridiaanin yläpuolella, päinvastainen missä asema sijaitsee; ero paikallisen keskiyön ja magneettisen keskiyön välillä riippuu aseman sijainnista (ja jossain määrin vuodenajasta), tämä ero on hyvin pieni matalilla leveysasteilla, mutta korkeilla leveysasteilla se voi olla yli tunti. Länteen suunnattu sähkösuihkusuihku on paljon vahvempi kuin itään; keskivoimaisen myrskyn kokonaisvirta on 300 000 ampeeria ja maksimissaan magneettisen keskiyön jälkeen jopa enemmän.

Magneettisia myrskyjä esiintyy usein 1–2 päivää auringonpurkauksen jälkeen, koska maa on kulkenut Auringon sinkoaman hiukkasvirran läpi. Viiveajan perusteella tällaisen korpuskulaarisen virtauksen nopeudeksi arvioidaan useita miljoonia km/h.

Magneettisten myrskyjen teorian kehittivät S. Chapman, V. Ferraro, H. Alfven, S. Singer, A. Dessler, E. Parker ja muut. Kun jollain etäisyydellä maasta aurinkohiukkasten - protonien ja elektronien - virta törmää Maan magneettikenttään, tämä aiheuttaa "magneettisen shokin", joka on voimakkaan hydromagneettisen voiman muodossa. paineaalto kulkee maata ympäröivän sähköä johtavan kaasun läpi. Magneettisen myrskyn äkillinen puhkeaminen tarkoittaa hydromagneettisen shokkiaallon saapumista.

Maan ympärillä oleva aurinkokaasu puristaa sen magneettikenttää ja lisää siten sen intensiteettiä. Magneettikentän kasvu magneettimyrskyn alkuvaiheessa tapahtuu tämän vaikutuksen seurauksena. Maan magneettikenttä vangitsee osan auringon hiukkasista yli 40 000 kilometrin etäisyydellä Maasta. Kun varautuneen hiukkasen liike magneettikentässä on suunnattu vinosti suhteessa magneettikenttäviivaan, se liikkuu spiraalina tämän viivan ympäri. Kun se tulee alueelle, jolla on voimakas magneettikenttä, sen nopeuden kentänvoimakkuusvektorin suuntainen komponentti pienenee vähitellen ja pyörimisnopeus kasvaa, kun taas kokonaisnopeus pysyy vakiona. Kun kentän suuntainen nopeuskomponentti muuttuu nollaksi, hiukkanen näyttää heijastuneen ja alkaa liikkua takaisin voimalinjaa pitkin jatkaen spiraalikiertoa sen ympäri (kohtaa, jossa heijastus tapahtuu, kutsutaan "magneettipeilin pisteeksi" ", analogisesti tavallisen valoa heijastavan optisen peilin kanssa). Siten magneettikentän vangitsemat varautuneet hiukkaset, jotka pyörivät spiraalina voimalinjojen ympäri, värähtelevät kahden peilipisteen välillä, joista toinen sijaitsee pohjoisella ja toinen eteläisellä pallonpuoliskolla.

Magneettikenttä heikkenee etäisyyden kasvaessa Maasta, minkä vuoksi hiukkasten spiraaliliikkeen kaarevuussäde voimalinjojen ympärillä lentoradan ulkoosassa kasvaa. Lisäksi magneettikenttäviivat ovat kaarevia ulospäin, joten niitä pitkin värähtelevät hiukkaset kokevat maasta poispäin suuntautuvan keskipakokiihtyvyyden, mikä lisää hiukkasen liikeradan kaarevuussädettä sen osassa, joka on kauempana Maasta verrattuna lähempään. maapallo. Ja koska protonit ja elektronit pyörivät magneettikenttälinjojen ympärillä vastakkaisiin suuntiin, nämä vaikutukset saavat protonit ajautumaan länteen ja elektronit ajautumaan itään.

Kokonaisryömintänopeus riippuu hiukkasen energiasta ja kulmasta, vektorin muodostama sen nopeus kenttäviivan kanssa, kun hiukkanen ylittää päiväntasaajan. Nämä kaksi tekijää ovat tietyllä alueella, joten hiukkasilla on erilaisia ​​nopeuksia ajelehtia ja maan magneettikentän vangitsemia ne leviävät nopeasti muodostaen kuoren maan ympärille. Protonien läntinen ajautuminen ja elektronien itäinen ajautuminen eivät ole muuta kuin kuoren päälle "siirtynyttä" sähkövirtaa. Tämä kauttaaltaan länteen suuntautuva virtaus synnyttää magneettikentän, joka on suunnattu siten, että se heikentää maan magneettikenttää. Tämä voi selittää magneettisen myrskyn päävaiheen piirteet.

Mikropulsaatiot.

Ne ovat nopeita pienen amplitudin vaihteluita, joita havaitaan sekä hiljaisina että häiriintyneinä aikoina. Keski- ja matalilla leveysasteilla havaitaan usein kahta ehdollista mikropulsaatioluokkaa: Pc Ja P t. Mikropulsaatiot Pc jatkaa enemmän tai vähemmän jatkuvasti useita tunteja 10-60 sekunnin ajan; niiden amplitudi on luokkaa 0,1 gammaa. P t koostuvat pieniamplitudisista pulsaatioriveistä, jokainen rivi kestää 10 - 20 minuuttia, yksittäisten pulsaatioiden jakso on 40 s - useita minuutteja ja amplitudi n. 0,5 gammaa. Ripple Pc esiintyy useimmiten aamulla. P t liittyy usein magneettisiin poukamiin ja havaitaan useimmiten yöllä.

Kun käytät enemmän herkkiä instrumentteja kuin perinteiset variometrit, havaitaan lyhyemmät pulsaatiot. Värähtelyt taajuudella 2 Hz havaittiin riittävän luotettavasti, mutta on mahdollista, että pulsaatioita on korkeammalla taajuudella. Nopeiden aaltoilujen amplitudi on hyvin pieni, luokkaa 0,1 gamma tai vähemmän. Niiden mittausta varten kela suuri numero langan kierrokset (jopa 20 000) tai valtava lankasilmukka, jonka pinta-ala on 50–75 km2, sekä kvanttimagnetometrit.

Auroralvyöhykkeillä ja niiden lähellä jättimäisiä mikropulsaatioita, joiden amplitudi on paljon suurempi kuin sisällä Pc saavuttaa useita kymmeniä asteikkoja. Jättimäisen mikropulsaation verhokäyrä kasvaa ja pienenee asteittain yhdestä useaan minuuttiin. Auroralvyöhykkeellä paljastui myös usean minuutin pituisia pulsaatioita, joista osa koostui useista lähes sinimuotoisista, useita tunteja kestävistä värähtelyistä. Useimmiten niitä esiintyy korkean aurinkoaktiivisuuden vuosien aikana. Auroralvyöhykkeellä havaitaan myös nopeampia mikropulsaatioita useista sekunneista 30 sekuntiin, mikä ilmeisesti liittyy revontueen aktiivisuuteen. Jättiläisten mikropulsaatioiden ilmiötä ei ole täysin tutkittu. On ehdotettu, että jotkut niiden tyypeistä johtuvat magneettikenttälinjojen vaihteluista Maan ilmakehän ulkoalueella.

Geomagneettinen kenttä ilmakehän korkeissa kerroksissa.

Rakettien ja satelliittien laukaisun jälkeen ilmakehän korkeisiin kerroksiin geomagneettinen kenttä on herättänyt suurta kiinnostusta. Aikaisemmin uskottiin, että maan magneettikenttä ulottuu pitkiä matkoja. L. Birman ehdotti, että ioneista koostuvien komeettojen hännät vedetään pois Auringosta sen jatkuvasti lähettämän varautuneiden hiukkasten virran paineen alaisena. Hänen laskelmiensa mukaan ioni-elektroni-parien tiheys Maan lähellä on n. 100/cm3. Ajatusta tuki E. Parker, joka kutsui tätä jatkuvaa soluvirtausta "aurinkotuuleksi". Hänen laskelmiensa mukaan, jos aurinkotuuli todella on olemassa, maan magneettikenttä tulisi keskittyä siihen rajoitettu alue ympäri maata, jonka koko ja muoto riippuvat aurinkotuulen voimakkuudesta. Pioneer-1-avaruusalukseen asennetun magnetometrin (1958) tietojen mukaan maan magneettikentän raja Auringon suunnassa on n. 80 000 km:n päässä Maasta (Maan magnetosfääri). Tämän alueen ulkopuolella rekisteröitiin magneettikenttä, jonka intensiteetti oli noin 10 nT. Tähtienvälisessä avaruudessa on 0,1 nT:n luokkaa oleva magneettikenttä.

Eräs tutkijaryhmä teki tärkeän löydön. J. Van Allen vuonna 1958. Ensimmäiseen yhdysvaltalaiseen Explorer-1-satelliittiin asennettujen instrumenttien avulla he havaitsivat, että Maan ulkoilmakehässä on voimakasta säteilyä. Neuvostoliiton satelliiteista S. N. Vernovin ja A. E. Chudakovin (1958) johdolla tehdyt mittaukset paljastivat toisen säteilyvyöhykkeen. Näitä vyöhykkeitä kutsutaan säteilyvyöksi tai Van Allen -hihnoiksi. Ensimmäinen vyö ulottuu 960 - 8000 km maanpinnan yläpuolelle; toinen - 16 000 - 64 000 km. Sisähihnan sisällä on korkeaenergisiä protoneja. Matalaenergiaiset protonit ja elektronit täyttävät suuremman alueen. Varautuneiden hiukkasten sieppaus maan magneettikentällä varmistettiin myöhemmin Argus-kokeissa (1958), kun käytettiin ydinräjähdys suurilla korkeuksilla elektroneja vietiin keinotekoisesti ilmakehän ulompiin kerroksiin. Kävi ilmi, että siepatut elektronit pysyvät magnetosfäärin ohuessa kuoressa useita päiviä.

Maan virrat.

Maanpäälliset eli telluuriset virrat virtaavat maankuoren pintakerroksen läheisyydessä. Epäsuorasti niiden olemassaolo voidaan päätellä kahden maahan asetetun elektrodin välisen potentiaalieron potentiometrin mittausten perusteella. Mitattu potentiaaliero on sähkövirroista aiheutuva sähkömotorinen voima, jonka suuruus riippuu kuoren resistanssista. Resistiivisyysarvo (100:sta useisiin miljooniin ohmiin tai enemmän) riippuu geologisesta rakenteesta ja muuttuu huomattavasti syvyyden mukaan. Koska ylempi kerros Maankuoressa on sähkönjohtavuus, muuttuva magneettikenttä indusoi siihen sähkövirtoja. Esimerkiksi magneettinen vaihtelu S q aiheuttaa globaaleja maavirtoja. Koska maan vastus ei ole isotrooppinen, maavirroilla on suositeltava suunta.

Maanpäällisten virtojen tutkimus revontulien vyöhykkeillä on hyvä indikaattori napahäiriöistä ja on hyödyllinen myös mikropulsaatioiden tutkimisessa.

Kirjallisuus:

Akasoru S., Pelman S. Aurinko-maan fysiikka, osat 1–2, M., 1974–1975
Herätys V. Geomagnetismi merigeologiassa. L., 1976
Yanovsky B.M. Maan magnetismi. L., 1978
Belov K.P., Bochkarev N.G. Magnetismi maan päällä ja avaruudessa. M., 1983