Maan sisällä, samoin kuin magnetosfäärissä ja ionosfäärissä sijaitsevat lähteet synnyttävät geomagneettisen kentän (GP). Se suojaa planeettaa ja sen elämää kosmisen säteilyn haitallisilta vaikutuksilta. Hänen läsnäolonsa havaitsivat kaikki, jotka pitivät kompassia ja näkivät nuolen toisen pään osoittaen etelään ja toisen pohjoiseen. Magnetosfäärin ansiosta fysiikassa tehtiin suuria löytöjä, ja sen läsnäoloa käytetään edelleen meri-, vedenalaisessa, ilmailu- ja avaruusnavigoinnissa.
Yleinen ominaisuus
Maapallomme on valtava magneetti. Sen pohjoisnapa sijaitsee maan "ylemmässä" osassa, ei kaukana maantieteellisestä navasta, ja etelänapa on vastaavan maantieteellisen navan vieressä. Näistä pisteistä tuhansien kilometrien päässä avaruudesta pidennä magneettisiä voimalinjoja, jotka muodostavat itse magnetosfäärin.
Magneettiset ja maantieteelliset navat ovat melko kaukana toisistaan. Jos piirrät selkeän viivan magneettinauvojen väliin, voit saada lopulta magneettisen akselin, jonka kallistuskulma on 11, 3 ° pyörimisakseliin nähden. Tämä arvo ei ole vakio, ja kaikki johtuu siitä, että magneettiset navat liikkuvat suhteessa planeetan pintaan muuttaen niiden sijaintia vuosittain.
Geomagneettikentän luonne
Magneettinäyttö syntyy sähkövirroista (liikkuvista varauksista), jotka syntyvät ulkoisessa nesteytimessä, joka sijaitsee maan sisällä erittäin kohtuullisella syvyydellä. Se on virtaava metalli, ja se liikkuu. Tätä prosessia kutsutaan konvektioksi. Ytimen liikkuva aine muodostaa virrat ja seurauksena magneettikentät.
Magneettinen näyttö suojaa maata luotettavasti kosmiselta säteilyltä. Sen päälähde on aurinkotuuli - ionisoituneiden hiukkasten liike, joka virtaa aurinkokoronasta. Magnetosfääri taipuu tämän jatkuvan virran ohjaamalla sitä uudelleen maan ympärille, minkä vuoksi kovalla säteilyllä ei ole haitallisia vaikutuksia kaikkiin sinisen planeetan eläviin asioihin.
Jos maapallolla ei olisi geomagneettista kenttää, niin aurinkotuuli menettäisi ilmakehänsä. Yhden hypoteesin mukaan juuri näin tapahtui Marsilla. Auringon tuuli ei ole kaukana ainoasta uhasta, koska aurinko vapauttaa myös suuren määrän ainetta ja energiaa koronaalisten päästöjen muodossa, ja siihen liittyy voimakas radioaktiivisten hiukkasten virta. Kuitenkin jopa näissä tapauksissa maan magneettikenttä suojaa sitä, taiputtaen nämä virrat planeetalta.
Magneettinäyttö muuttaa napojaan noin 250 000 vuoden välein. Magneettinen pohjoisnapa korvaa pohjoisen ja päinvastoin. Tutkijoilla ei ole selkeää selitystä miksi näin tapahtuu.
Tutkimushistoria
Maan magneettisuuden hämmästyttävillä ominaisuuksilla ihmisten tutustuminen tapahtui sivilisaation kynnyksellä. Ihmiskunta tunnettiin jo antiikin ajan magneettisesta rautamalmista - magnetiitista. Kuka ja milloin paljasti, että luonnonmagneetit ovat suunnattu avaruudessa yhtä paljon planeetan maantieteellisiin napoihin nähden, ei ole tiedossa. Yhden version mukaan kiinalaiset tunsivat tämän ilmiön jo vuonna 1100, mutta he alkoivat käyttää sitä käytännössä vasta kaksi vuosisataa myöhemmin. Länsi-Euroopassa magneettinen kompassi aloitettiin navigoinnissa vuonna 1187.
Rakenne ja ominaisuudet
Maan magneettikenttä voidaan jakaa:
- päämagneettikenttä (95%), jonka lähteet ovat planeetan ulommassa johtavassa sähkövirran ytimessä;
- epätasainen magneettikenttä (4%), jonka ovat luoneet maapallon ylemmän kerroksen kivit, joilla on hyvä magneettinen herkkyys (yksi voimakkaimmista on Kurskin magneettinen poikkeavuus);
- ulkoinen magneettikenttä (jota kutsutaan myös vaihtuvaksi, 1%), joka liittyy aurinko-maanpäälliseen vuorovaikutukseen.
Säännölliset geomagneettiset variaatiot
Geomagneettikentän muutoksia ajassa sekä sisäisten että ulkoisten (suhteessa planeetan pintaan) lähteiden vaikutukseen kutsutaan magneettisiksi variaatioiksi. Niille on ominaista GP-komponenttien poikkeama havaintopaikan keskiarvosta. Magneettisilla variaatioilla on ajanmukainen säätö jatkuvasti, ja usein tällaiset muutokset ovat luonteeltaan periodisia.
Säännölliset muutokset, jotka toistetaan päivittäin, ovat muutoksia magneettikentässä, jotka liittyvät auringon ja kuun vuorokausipäivän muutoksiin GP: n voimakkuudessa. Vaihtelut saavuttavat maksimiarvon päivällä ja kuun vastakkainasettelun aikana.
Epäsäännölliset geomagneettiset variaatiot
Nämä muutokset syntyvät auringon tuulen vaikutuksesta maapallon magnetosfääriin, muutoksista itse magnetosfäärissä ja sen vuorovaikutuksesta ionisoidun yläilmakehän kanssa.
- Kaksikymmentäseitsemän päivän vaihtelu on olemassa mallina magneettisen häiriön kasvusta 27 päivän välein, mikä vastaa taivaan pääkappaleen kiertoaikaa maan tarkkailijan suhteen. Tämä suuntaus johtuu aktiivisten pitkäikäisten alueiden olemassaolosta kotoperäisessä tähdessämme, jota on havaittu useiden sen kierrosten aikana. Se ilmenee geomagneettisten häiriöiden ja magneettisten myrskyjen 27 päivän toistettavuuden muodossa.
- Yhdentoista vuoden vaihtelut liittyvät auringon pisteitä muodostavan aktiivisuuden jaksollisuuteen. Paljastettiin, että vuosina, jolloin aurinkolevyn pimeimpien alueiden pitoisuus oli suurin, magneettinen aktiivisuus saavuttaa myös maksimiarvonsa, mutta geomagneettisen aktiivisuuden kasvu jää keskimäärin yhden vuoden jälkeen keskimääräisestä aurinkokasvusta.
- Kausivaihteluilla on kaksi maksimimäärää ja kaksi minimimäärää, jotka vastaavat päiväntasauspisteiden ajanjaksoa ja pööripäivän aikaa.
- Vuosisatojen ikäiset, toisin kuin yllä, ovat ulkoisia, johtuen aineen liikkeistä ja aaltoprosesseista planeetan nestemäisessä johtavassa ytimessä, ja ne ovat tärkein tietolähde alavaipan ja ytimen sähkönjohtavuudesta, aineen konvektioon johtavista fysikaalisista prosesseista sekä mekanismista. Maan geomagneettisten kenttien luominen. Nämä ovat hitaimpia variaatioita - useista vuosista vuoteen.
Magneettikentän vaikutus elävään maailmaan
Huolimatta siitä, että magneettinäyttöä ei voida nähdä, planeetan asukkaat tuntevat sen täydellisesti. Esimerkiksi muuttolintujen rakentaa reitin, keskittyen siihen. Tutkijat esittivät useita hypoteeseja tästä ilmiöstä. Yksi niistä ehdottaa, että linnut havaitsevat sen visuaalisesti. Vaeltavien lintujen silmissä on erityisiä proteiineja (kryptokromeja), jotka pystyvät muuttamaan sijaintiaan geomagneettisen kentän vaikutuksesta. Tämän hypoteesin kirjoittajat ovat varmoja siitä, että kryptokromit voivat olla kompassin rooli. Lintujen lisäksi myös merikilpikonnat käyttävät magneettinäyttöä GPS-navigaattorina.
Ihmisten altistuminen magneettinäytölle
Geomagneettikentän vaikutus ihmiseen eroaa pohjimmiltaan kaikista muista, onko kyse säteilystä tai vaarallisesta virrasta, koska se vaikuttaa kokonaan ihmiskehoon.
Tutkijoiden mielestä geomagneettikenttä toimii erittäin matalataajuusalueella, minkä seurauksena se täyttää fysiologiset perusrytmit: hengityselimet, sydän ja aivot. Henkilö ei ehkä tunne mitään, mutta keho reagoi siihen silti hermoston, sydän- ja verisuonijärjestelmien ja aivojen toiminnan toiminnallisilla muutoksilla. Psykiatrit ovat jo vuosien ajan seuranneet geomagneettisen kentän voimakkuuden puhkeamisen ja mielenterveyden sairauksien pahenemisen välistä suhdetta, mikä johtaa usein itsemurhaan.
Geomagneettisen aktiivisuuden "indeksointi"
Magnetosfäärin ja ionosfäärin nykyisen järjestelmän muutoksiin liittyviä magneettikentän häiriöitä kutsutaan geomagneettiseksi aktiivisuudeksi (GA). Sen tason määrittämiseksi käytetään kahta indeksiä - A ja K. Jälkimmäinen osoittaa GA: n arvon. Se lasketaan magneettinäyttömittausten perusteella, jotka tehdään päivittäin kolmen tunnin välein alkaen klo 00:00 UTC (Coordinated Universal Time). Magneettisen häiriön korkeimpia indeksejä verrataan tietyn tieteellisen laitoksen rauhallisen päivän geomagneettikentän arvoihin, kun taas havaittujen poikkeamien maksimiarvot otetaan huomioon.
Saatujen tietojen perusteella lasketaan indeksi K. Koska tosiseikka on kvasilgaritminen suuruus (ts. Se kasvaa yhtenäisyydellä lisääntyessä häiriöihin noin 2 kertaa), sitä ei voida keskiarvoistaa pitkän aikavälin historiallisen kuvan saamiseksi planeetan geomagneettikentän tilasta. Tätä varten on indeksi A, joka on päivittäinen keskiarvo. Se määritetään yksinkertaisesti - indeksin K jokainen ulottuvuus muunnetaan vastaavaksi indekseksi. Koko päivän aikana saatujen K-arvojen keskiarvo lasketaan, minkä ansiosta on mahdollista saada indeksi A, jonka arvo tavallisina päivinä ei ylitä 100: n kynnysarvoa ja kovien magneettisten myrskyjen aikana voi olla yli 200.
Koska geomagneettisen kentän häiriöt planeetan eri kohdissa eivät ole samat, indeksin A arvot eri tieteellisistä lähteistä voivat vaihdella merkittävästi. Tällaisen vauhdin välttämiseksi observatorioiden saamat indeksit A pienennetään keskiarvoon ja kokonaisindeksi r ilmestyy. Sama indeksin Kp kanssa, joka on murto-arvo alueella 0–9. Sen arvo välillä 0 - 1 osoittaa, että geomagneettinen kenttä on normaali, mikä tarkoittaa, että optimaaliset olosuhteet läpikulkua varten lyhytaaltoalueilla säilyvät. Tietenkin, jollei auringon säteilyvirta ole melko voimakasta. 2-pisteiselle geomagneettikentälle on tunnusomaista kohtalainen magneettinen häiriö, joka vaikeuttaa hieman desimetriaaltojen kulkua. Arvot 5 - 7 osoittavat geomagneettisten myrskyjen esiintymisen, jotka häiritsevät vakavasti mainittua aluetta, ja voimakkaan myrskyn tapauksessa (8-9 pistettä) lyhyiden aaltojen läpikulku on mahdotonta.
| Ap | Kohteeseen r | kuvaus |
| 0 | 0 | hiljainen |
| 2 | 1 | |
| 3 | ||
| 4 | ||
| 7 | 2 | Heikosti suuttunut |
| 15 | 3 | |
| 27 | 4 | levoton |
| 48 | 5 | Magneettinen myrsky |
| 80 | 6 | |
| 132 | 7 | Suuri magneettinen myrsky |
| 208 | 8 | |
| 400 | 9 |
Magneettisten myrskyjen vaikutus ihmisten terveyteen
Magneettisten myrskyjen kielteiset vaikutukset koskevat 50–70% maailman väestöstä. Samaan aikaan joidenkin ihmisten stressireaktion alkamista havaitaan 1-2 päivää ennen magneettista häiriötä, kun havaitaan auringonpurkauksia. Muille huipussa tai jonkin aikaa liiallisen geomagneettisen toiminnan jälkeen.
Meto-riippuvaisten ja kroonisista sairauksista kärsivien on seurattava geomagneettikentää koskevia tietoja viikon ajan, jotta magneettisen myrskyn lähestyessä fyysinen ja emotionaalinen stressi, samoin kuin kaikki toimet ja tapahtumat, jotka voivat johtaa stressiin, voidaan sulkea pois.
