Что такое магнитное поле Земли
Магнитное поле Земли или геомагнитное поле — магнитное поле, генерируемое внутриземными источниками. Предмет изучения геомагнетизма. Появилось 4,2 млрд лет назад
Магнитное поле Земли похоже на магнитное поле гигантского постоянного магнита, наклоненного на угол в 11 градусов к оси ее вращения. Но здесь существует нюанс, суть которого заключается в том, что температура Кюри для железа составляет всего 770°C, тогда как температура железного ядра Земли значительно выше, и только на его поверхности составляет порядка 6000°C. При такой температуре наш магнит никак не сумел бы удержать свою намагниченность. Значит, поскольку ядро нашей планеты не магнитное, земной магнетизм имеет иную природу. Итак, откуда же берется магнитное поле Земли?
Как известно, магнитные поля окружают собой электрические токи, поэтому есть все основания предполагать, что циркулирующие в расплавленном металлическом ядре токи — это и есть источник земного магнитного поля.
Форма магнитного поля Земли действительно подобна магнитному полю витка с током.
Величина измеренного на поверхности Земли магнитного поля — около половины Гаусса, при этом силовые линии как-бы выходят из планеты со стороны южного полюса и входят в ее северный полюс. При этом по всей поверхности планеты магнитная индукция изменяется от 0,3 до 0,6 Гаусс.
Практически наличие у Земли магнитного поля объясняется динамо-эффектом, возникающим от циркулирующего в ее ядре тока, но это магнитное поле не является всегда постоянным по направлению. Образцы скальных пород, взятые в одних и тех же местах, но имеющие различный возраст, отличаются направлением намагниченности. Геологи сообщают, что за последние 71 миллион лет магнитное поле Земли разворачивалось 171 раз!
Хотя детально динамо-эффект не изучен, вращение Земли определенно играет важную роль в генерации токов, которые, как предполагается, являются источником магнитного поля Земли.
Зонд «Mariner 2», исследовавший Венеру, обнаружил, что у Венеры такого магнитного поля нет, хотя в ее ядре, как и в ядре Земли, содержится достаточно железа.
Разгадка состоит в том, что период вращения Венеры вокруг своей оси равен 243 дням на Земле, то есть динамо-генератор Венеры вращается в 243 раза медленнее, а этого не достаточно чтобы произвести реальный динамо-эффект.
Взаимодействуя с частичками солнечного ветра, магнитное поле Земли порождает условия для возникновения вблизи полюсов так называемых полярных сияний.
Северная сторона стрелки компаса — это магнитный северный полюс, который всегда ориентируется по направлению к географическому северному полюсу, практически являющемуся магнитным южным полюсом. Ведь, как известно, противоположные магнитные полюса взаимно притягиваются.
Тем не менее, простой вопрос: «как Земля получает свое магнитное поле?» – до сих пор не имеет однозначного ответа. Понятно, что генерация магнитного поля связана с вращением планеты вокруг своей оси, ибо Венера с подобным составом ядра, но вращающимся в 243 раза медленнее, не имеет измеримого магнитного поля.
Кажется правдоподобным, что от вращения жидкости металлического ядра, составляющей основную долю этого ядра, возникает картина вращающегося проводника, создающего динамо-эффект и работающего подобно электрическому генератору.
Конвекция в жидкости наружной части ядра приводит к ее циркуляции по отношению к Земле. Это значит, что электропроводящий материал перемещается относительно магнитного поля. Если он оказывается заряжен благодаря трению между слоями в ядре, то вполне возможен эффект витка с током. Такой ток вполне в состоянии поддерживать магнитное поле Земли. Масштабные компьютерные модели подтверждают реальность данной теории.
В 50-е годы, в рамках стратегии «холодной войны», суда ВМС США буксировали чувствительные магнитометры по дну океана, в то время они искали способ обнаружения советских подводных лодок. В ходе наблюдений выяснилось, что магнитное поле Земли колеблется в пределах 10% по отношению к магнетизму непосредственно пород морского дна, имевших противоположное направление намагниченности. Получилась картина разворотов, происходивших до 4 миллионов лет назад, это было подсчитано калий-аргоновым археологическим методом.
Ранее ЭлектроВести писали, что страны мира в 2018 году исчерпали объем возобновляемых ресурсов, который планета может воспроизвести за год, уже к 1 августа – быстрее, чем когда-либо ранее, говорится в сообщении Всемирного фонда дикой природы (WWF).
По материалам: electrik.info.
Как саундтрек к фильму ужасов. Учёные записали «крик» магнитного поля Земли | Наука | Общество
Дмитрий Писаренко
Примерное время чтения: 5 минут
6710
Обтекание магнитосферы Земли солнечным ветром. Commons.wikimedia.org
В последнюю неделю октября над площадью Сольбьерг, что в Копенгагене, разносились звуки, от которых в ужасе замирали прохожие. Размещённые под землёй громкоговорители три раза в день изрыгали в воздушное пространство нечто похожее на инфернальный гул, грохот и скрежет. Это была аудиоинсталляция, созданная учёными Технического университета Дании. «Мы настроили её так, чтобы каждый динамик демонстрировал, как магнитное поле Земли колебалось за последние 100 тысяч лет, — сообщали исследователи. — Грохот магнитного поля сопровождается изображением геомагнитной бури, возникшей в результате солнечной вспышки 3 ноября 2011 года, и это, действительно, звучит довольно пугающе».
Но намерение учёных было вовсе не в том, чтобы попугать жителей Копенгагена в преддверии Хэллоуина. Через причудливую звуковую инсталляцию они решили напомнить людям, что существует такое понятие, как «геомагнитное поле», и жизнь на планете Земля зависит от него.
Откуда берётся защита?
Внутри Земли находится железное ядро, о котором мы знаем очень мало. А вокруг него вращается так называемое жидкое ядро, также состоящее из металла. Это огромный подземный океан расплавленного железа, которое постоянно движется, перемещается в конвекционных потоках, и его движение порождает мощные электрические токи. А те, в свою очередь, генерируют электромагнитное поле, которое окружает нашу планету своеобразным коконом — магнитосферой — и простирается в космос, на сотни, а порой на тысячи километров.
Магнитное поле Земли (или просто — геомагнитное поле) представляет собой сложный и динамичный «пузырь», защищающий нашу планету и её обитателей от жёсткого космического излучения и заряженных частиц так называемого солнечного ветра.
Оно их попросту отклоняет, отводит в сторону. Если бы не магнитное поле, жизнь на Земле давно погибла бы, а возможно, так и не зародилась бы. И за это мы должны быть ему благодарны.
Несмотря на столь важную роль в истории Земли и живущего на ней человечества, мы не можем увидеть или услышать геомагнитное поле. Точнее, увидеть его проявление можем, и зрелище это очень красивое, но показывает оно нам не саму магнитосферу, а последствия её взаимодействия с заряженными частицами. Когда набегает солнечный ветер, его частицы устремляются по силовым линиям магнитного поля к его полюсам и сталкиваются с атомами газов (главным образом кислорода и азота), содержащихся в атмосфере Земли. Энергия столкновения порождает зеленовато-голубое свечение на высоте 90-100 километров, которое мы видим как полярное сияние.
И это единственное доступное нам визуальное представление о геомагнитном поле. Группа учёных из Технического университета Дании сделала следующий шаг — воспроизвела его «звучание».
Способны вызывать ночные кошмары
Исследователи преобразовали в звуки колебания магнитного поля Земли. Оно ведь постоянно пульсирует, колеблется, словно пламя свечи или костра. А в распоряжении учёных есть аппаратура, которая фиксирует и измеряет эти колебания. Она установлена на спутниках Swarm, принадлежащих Европейскому космическому агентству и запущенных с российского космодрома Плесецк в 2013 году.
Три спутника Swarm изучают влияние космической погоды на земную атмосферу. Они измеряют магнитные сигналы, исходящие от ядра планеты, её мантии, коры, а также ионосферы и магнитосферы. Это помогает учёным лучше понять, как генерируется магнитное поле.
Датские исследователи собрали информацию со спутников и, используя программное обеспечение, преобразовали их в звуковые волны, благодаря чему появился первый в истории аудиоролик, который демонстрирует, как «звучит» магнитное поле Земли во время бури (были использованы данные во время солнечной вспышки 3 ноября 2011 года).
Прослушав его, учёные не на шутку занервничали — результат оказался довольно пугающим. Магнитосфера не просто «звучит», она «кричит», издавая набор воющих, грохочущих и дребезжащих звуков. По мнению авторов эксперимента, они вполне годятся в качестве саундтрека к фильму ужасов и способны вызывать ночные кошмары.
Краткий отчёт о своём исследовании учёные опубликовали на сайте Европейского космического агентства. Но на этом они останавливаться не захотели и устроили звуковую инсталляцию на одной из площадей Копенгагена. Так они решили напомнить людям, что магнитное поле Земли, которое не издаёт ни звука, на самом деле существует и защищает нас от космической радиации.
«Проект, безусловно, был полезным упражнением в объединении искусства и науки», — считает датский музыкант
магнитное полемагнитное поле ЗемлиЗемляКопенгагенгеомагнитное поле
Следующий материал
Новости СМИ2
Магнитное поле Земли | Encyclopedia.
comшторм
просмотров обновлено
Земля представляет собой большой дипольный магнит с положительным и отрицательным магнитными полюсами вблизи, но не точно совмещенными с северным и южным географическими полюсами (точками, где ось вращения планеты пересекается). поверхность). Из-за этой разницы на подробных картах обычно различают истинный север и магнитный север. Эту разницу, известную как магнитное склонение, необходимо учитывать при навигации с помощью магнитного компаса. Его магнитное поле также формирует конфигурацию радиационных поясов Ван Аллена, которые представляют собой полосы высокоэнергетических заряженных частиц вокруг Земли, и помогает защитить Землю от потока заряженных частиц, известного как солнечный ветер.
Происхождение магнитного поля Земли до конца не изучено, но обычно считается, что оно является результатом электрических токов, генерируемых движением расплавленного железа и никеля во внешнем ядре Земли.
Это известно как эффект динамо. Луна, напротив, не имеет магнитного поля и, как считается, имеет небольшое ядро, которое лишь частично расплавлено. Небольшая часть магнитного поля Земли создается движением ионов в верхних слоях атмосферы.
Силовые линии магнитного поля, создаваемые динамо-эффектом, расходятся далеко в космос. Однако, в отличие от силовых линий вокруг простого дипольного магнита, силовые линии вокруг Земли асимметричны. Ближайшие к солнцу сжаты солнечным ветром, тогда как те, что защищены от солнца Землей, сильно вытянуты. Эффект подобен воде, обтекающей нос корабля. Заряженные частицы захватываются вдоль силовых линий магнитного поля, как железные опилки вокруг простого дипольного магнита, и формируют магнитосферу Земли.
Магнитное поле Земли может изменяться в течение коротких или длительных периодов времени. Магнитное поле может меняться быстро, в течение часа, во время магнитных бурь. Эти кратковременные изменения происходят, когда магнитное поле возмущается солнечными пятнами, которые посылают облака заряженных частиц в атмосферу Земли.
Те же самые частицы возбуждают атомы кислорода, азота и водорода в верхних слоях атмосферы, вызывая северное и южное сияние.
Долгосрочные изменения происходят, когда магнитное поле Земли меняется на противоположное, что происходит в среднем каждые 500 000 лет. Последний известный разворот произошел около 700 000 лет назад. Доказательства прошлых разворотов были обнаружены в 1950-х и 1960-х годов, когда магнитометры, буксируемые за кораблями, показали, что магнитная полярность вулканических пород, составляющих океаническую кору, чередовалась полосами, параллельными срединно-океаническим хребтам. Дальнейшие исследования показали, что полосы возникают из-за того, что океанические плиты вырастают наружу из срединно-океанических хребтов, подобно широким лентам, выдавливающимся из недр Земли. Зерна магнетита в вулканических породах, таких как базальт, который составляет большую часть океанической коры, выравниваются с преобладающим магнитным полем, когда температура породы падает ниже ее точки Кюри (около 1075°F [580°C] для базальта).
). Таким образом, чередующиеся полосы представляют собой изменения полярности магнитного поля Земли по мере роста океанов во времени. Существование магнитных полос было одним из ключевых доказательств, которые привели к широкому признанию тектоники плит среди ученых.
См. также Недра Земли; вращение Земли; Электромагнитное поле; Магма; Магнетизм; Вулкан.
The Gale Encyclopedia of Science
Подробнее с encyclopedia.com
Магнитное поле Земля действует так, как если бы она была огромным дипольным магнитом с положительным и отрицательным полюсами вблизи Северного и Южного полюсов. Это не означает, что Земля… Геомагнитные поля, КОНЦЕПЦИЯ
Ученые давно признали связь между электричеством и магнетизмом, но специфика этой связи, наряду с признанными… Planet Earth , Earth, Planet
Земля является третьей из девяти планет в нашей Солнечной системе. Ее поверхность в основном состоит из воды (около 70%), и она имеет умеренно плотный азот… Земля Представьте, что вы описываете планету Земля тому, кто ее никогда не видел.
Об этой статье
Обновлено Облизости Encyclopedia.com Содержание Печать статьи
Вы также можете как
Близлежащие термины
Earth’s Interior
Земля
земляные работы
Earthwatch
earthward
Earthstorm
earthstar
earthshine
earthshattering
Earthquakes, Measuring
earthquake mechanisms
earthquake intensity
Earthquake Engineering Research Institute
Earthquake Engineering
earthquake energy
Earthly Possessions
earthly
EarthLink, Inc.
Earthlink Inc
earthling
земляной
земной
Магнитное поле Земли
Earth’s Rotation
Earvin Johnson Jr
Earwig, Saint Helena Giant
Earwigs: Dermaptera
EAS
EASA
Easdale, Brian
Easements
EASEP
easer
EASHP
easier
easily
Easley
Easley, Annie J.
Eason, Alethea 1957-
Восточноафриканское сообщество
Восточноафриканские религии
Восточноафриканские религии: обзор
Восточноафриканские религии: эфиопские религии
Восточноафриканские религии: северо-восточные религии банту
Восточноафриканское возрождение
Восток и Запад
Общественный колледж Восточного Арканзаса: Дистанционный колледж Восточного Арканзаса
3 9002 Программы
Магнитное поле Земли
Магнитное поле ЗемлиМагнитное поле Земли
Земля обладает значительным магнитным полем, что является историческим фактом.
значение из-за роли магнитного компаса в исследовании
планета.
Структура поля
Линии поля , определяющие структуру магнитного поля аналогичны характеристикам простого стержневого магнита, как показано на следующем рисунке. фигура.| Магнитное поле Земли и радиационные пояса Ван Аллена |
Известно, что ось магнитного поля наклонена относительно ось вращения Земли. Таким образом, истинный север (определяемый направлением на северный полюс вращения) не совпадает с магнитный север (определяется направлением на северный магнитный полюс) и направления компаса должны быть скорректированы на фиксированные суммы в данные точки на поверхности Земли, чтобы определить истинное направление.
Радиационные ремни Van Allen
Фундаментальный свойство магнитных полей заключается в том, что они воздействуют на движущиеся электрические обвинения.
Таким образом, магнитное поле может захватывать
заряженные частицы
такие как электроны
и протоны, поскольку они вынуждены выполнять спиралевидное движение вперед-назад
вдоль линий поля.Как показано на соседнем рисунке, заряженный частицы отражаются в «зеркальных точках», где силовые линии сближаются вместе, и спирали затягиваются. Один из первых плодов ранней космонавтики исследованием было открытие в конце 1950-х годов того, что Земля окружена две области особенно высокой концентрации заряженных частиц, называемые Радиационные пояса Van Allen .
Внутренний и внешний ремни Ван Аллена
проиллюстрировано на верхнем рисунке. Основным источником этих заряженных
частицы – это поток частиц
исходящие от Солнца, которые мы называем солнечный ветер . Как мы увидим в следующем разделе,
заряженные частицы, попавшие в земную
магнитное поле отвечает за
Происхождение магнитного поля
Магнитные поля создаются движением электрических зарядов.
Например,
магнитное поле стержневого магнита возникает в результате движения отрицательно
заряженных электронов в магните. Происхождение магнитного поля Земли
до конца не изучено, но считается, что оно связано с электричеством.
токи
создается сочетанием конвективных эффектов и вращения
во вращающемся жидком металлическом внешнем ядре из железа и никеля. Этот механизм
называется эффект динамо .Горные породы, образовавшиеся из расплавленного состояния, содержат индикаторы магнитного поля. поле в момент их затвердевания. Изучение таких «магнитных окаменелости» указывает на то, что магнитное поле Земли меняется на противоположное каждые миллионов лет или около того (северный и южный магнитные полюса меняются местами). Это всего лишь одна деталь магнитного поля, которая не совсем понятна.
Магнитосфера Земли
Упомянутый выше солнечный ветер представляет собой поток ионизированных газов, выдуваемый наружу от Солнца со скоростью около 400 км/сек, интенсивность которой меняется в зависимости от количество поверхностной активности на Солнце.