Il campo magnetico terrestre è una formazione generata da sorgenti interne al pianeta. È oggetto di studio nella corrispondente sezione di geofisica. Successivamente, diamo uno sguardo più da vicino a cos'è il campo magnetico terrestre e come si forma.

informazioni generali

Non lontano dalla superficie terrestre, a circa tre dei suoi raggi, le linee di forza del campo magnetico si trovano lungo un sistema di “due cariche polari”. C'è un'area chiamata "sfera di plasma" qui. Con la distanza dalla superficie del pianeta aumenta l'influenza del flusso di particelle ionizzate provenienti dalla corona solare. Ciò porta alla compressione della magnetosfera dal lato del Sole e, al contrario, il campo magnetico terrestre viene allungato dal lato opposto, quello in ombra.

Sfera di plasma

Il movimento direzionale delle particelle cariche negli strati superiori dell'atmosfera (ionosfera) ha un effetto notevole sul campo magnetico della superficie terrestre. La posizione di quest'ultimo è a cento chilometri e oltre dalla superficie del pianeta. Il campo magnetico terrestre sostiene la plasmasfera. Tuttavia, la sua struttura dipende fortemente dall'attività del vento solare e dalla sua interazione con lo strato confinante. E frequenza tempeste magnetiche sul nostro pianeta è causato dai brillamenti solari.

Terminologia

Esiste il concetto di "asse magnetico della Terra". Questa è una linea retta che passa attraverso i poli corrispondenti del pianeta. L '"equatore magnetico" è il grande cerchio del piano perpendicolare a questo asse. Il vettore su di esso ha una direzione vicina all'orizzontale. La forza media del campo magnetico terrestre dipende in modo significativo da posizione geografica. È pari a circa 0,5 Oe, cioè 40 A/m. All'equatore magnetico, questo stesso indicatore è di circa 0,34 Oe, e vicino ai poli è vicino a 0,66 Oe. In alcune anomalie del pianeta, ad esempio, all'interno dell'anomalia di Kursk, l'indicatore è aumentato e ammonta a 2 Oe linee di campo della magnetosfera terrestre con struttura complessa, proiettati sulla sua superficie e convergenti ai propri poli, sono chiamati “meridiani magnetici”.

Natura dell'evento. Ipotesi e congetture

Non molto tempo fa, l'ipotesi sulla connessione tra l'emergere della magnetosfera terrestre e il flusso di corrente nel nucleo di metallo liquido, situato a una distanza compresa tra un quarto e un terzo del raggio del nostro pianeta, ha acquisito il diritto di esistere. Gli scienziati hanno anche un'ipotesi sulle cosiddette "correnti telluriche" che scorrono nelle vicinanze la crosta terrestre. Va detto che nel tempo c'è una trasformazione della formazione. Il campo magnetico della Terra è cambiato più volte negli ultimi centottanta anni. Ciò è registrato nella crosta oceanica e ciò è evidenziato dagli studi sulla magnetizzazione rimanente. Confrontando le aree su entrambi i lati delle dorsali oceaniche, viene determinato il tempo di divergenza di queste aree.

Lo spostamento dei poli magnetici della Terra

La posizione di queste parti del pianeta non è costante. Il fatto dei loro spostamenti è documentato fin dalla fine del XIX secolo. Nell'emisfero australe, durante questo periodo, il polo magnetico si è spostato di 900 km ed è finito nell'Oceano Indiano. Processi simili si stanno verificando nella parte settentrionale. Qui il polo si sposta verso l'anomalia magnetica in Siberia orientale. Dal 1973 al 1994 la distanza percorsa qui è stata di 270 km. Questi dati precalcolati sono stati successivamente confermati dalle misurazioni. Secondo gli ultimi dati, la velocità di movimento del polo magnetico Emisfero nordè aumentato in modo significativo. È passato dai 10 km/anno degli anni settanta del secolo scorso ai 60 km/anno dell'inizio di questo secolo. Allo stesso tempo, la forza del campo magnetico terrestre diminuisce in modo non uniforme. Quindi, negli ultimi 22 anni, in alcuni luoghi è diminuito dell'1,7% e in altri del 10%, sebbene ci siano anche aree in cui, al contrario, è aumentato. L'accelerazione nello spostamento dei poli magnetici (di circa 3 km all'anno) fa supporre che il loro movimento osservato oggi non sia un'escursione, ma un'altra inversione.

Ciò è indirettamente confermato dall’aumento dei cosiddetti “gap polari” nel sud e nel nord della magnetosfera. Il materiale ionizzato della corona solare e dello spazio penetra rapidamente nelle espansioni risultanti. Da questo si raccoglie tutto nelle regioni circumpolari della Terra grande quantità energia, che di per sé è irta di ulteriore riscaldamento delle calotte polari.

Coordinate

Nella scienza dei raggi cosmici vengono utilizzate le coordinate del campo geomagnetico, che prendono il nome dallo scienziato McIlwain. Fu il primo a proporne l'uso, poiché si basano su versioni modificate dell'attività degli elementi carichi in un campo magnetico. Per un punto vengono utilizzate due coordinate (L, B). Caratterizzano il guscio magnetico (parametro McIlwain) e l'induzione di campo L. Quest'ultimo è un parametro pari al rapporto tra la distanza media della sfera dal centro del pianeta e il suo raggio.

"Inclinazione magnetica"

Diverse migliaia di anni fa, i cinesi fecero una scoperta straordinaria. Hanno scoperto che gli oggetti magnetizzati possono essere posizionati in una certa direzione. E a metà del XVI secolo Georg Cartmann, uno scienziato tedesco, fece un'altra scoperta in quest'area. È così che è apparso il concetto di "inclinazione magnetica". Questo nome si riferisce all’angolo di deviazione della freccia verso l’alto o verso il basso rispetto al piano orizzontale sotto l’influenza della magnetosfera del pianeta.

Dalla storia della ricerca

Nella regione dell'equatore magnetico settentrionale, che è diversa dall'equatore geografico, l'estremità settentrionale si sposta verso il basso, mentre in quella meridionale, al contrario, verso l'alto. Nel 1600, il medico inglese William Gilbert fece per primo delle ipotesi sulla presenza del campo magnetico terrestre, che provoca un certo comportamento degli oggetti precedentemente magnetizzati. Nel suo libro descrisse un esperimento con una palla dotata di una freccia di ferro. Come risultato della sua ricerca, arrivò alla conclusione che la Terra è un grande magnete. Anche l'astronomo inglese Henry Gellibrant condusse esperimenti. Come risultato delle sue osservazioni, arrivò alla conclusione che il campo magnetico terrestre è soggetto a cambiamenti lenti.

José de Acosta ha descritto la possibilità di utilizzare una bussola. Ha anche stabilito come differiscono il Polo magnetico e il Polo Nord, e nel suo famosa Storia(1590) venne confermata la teoria delle linee senza deflessione magnetica. Anche Cristoforo Colombo diede un contributo significativo allo studio della questione in esame. A lui si deve la scoperta della variabilità della declinazione magnetica. Le trasformazioni dipendono dai cambiamenti nelle coordinate geografiche. La declinazione magnetica è l'angolo di deviazione dell'ago dalla direzione Nord-Sud. In connessione con la scoperta di Colombo, la ricerca si intensificò. Le informazioni su quale sia il campo magnetico terrestre erano estremamente necessarie per i navigatori. Anche M.V. Lomonosov ha lavorato su questo problema. Per studiare il magnetismo terrestre, raccomandò di condurre osservazioni sistematiche utilizzando punti permanenti (simili agli osservatori). Era anche molto importante, secondo Lomonosov, farlo in mare. Questa idea del grande scienziato fu realizzata in Russia sessant'anni dopo. La scoperta del polo magnetico nell'arcipelago canadese appartiene all'esploratore polare inglese John Ross (1831). E nel 1841 scoprì un altro polo del pianeta, ma in Antartide. L'ipotesi sull'origine del campo magnetico terrestre è stata avanzata da Carl Gauss. Ben presto dimostrò che la maggior parte viene alimentata da una fonte interna al pianeta, ma la ragione delle sue piccole deviazioni è nell'ambiente esterno.

ISTITUTO PEDAGOGICO STATALE DI LIPETSK

DIPARTIMENTO DI FISICA TEORICA E GENERALE

Corsi di fisica.

DETERMINAZIONE DELLA COMPONENTE ORIZZONTALE DEL CAMPO MAGNETICO TERRESTRE.

Completato da uno studente del gruppo FPO-3

Kazantsev N.N.

Professore associato capo del Dipartimento di Fisica del Pacifico

Gryzov Yu.V.

LIPETSK

2. Un campo magnetico.

Un campo magnetico è una forma speciale di materia attraverso la quale avviene l'interazione tra particelle in movimento caricate elettricamente.

Proprietà fondamentali del campo magnetico:

Il campo magnetico è generato dalla corrente elettrica (cariche in movimento).

Un campo magnetico viene rilevato dalla sua azione su elettricità(spese di spostamento).

Il campo magnetico fu scoperto nel 1820 dal fisico danese H.C. Oersted.

Il campo magnetico è direzionale e deve essere caratterizzato da una grandezza vettoriale. Questa quantità è solitamente indicata con la lettera IN . Sarebbe logico per analogia con l'intensità del campo elettrico E nome IN intensità del campo magnetico. Tuttavia, secondo ragioni storiche fu chiamata la forza principale caratteristica del campo magnetico induzione magnetica . Si è scoperto che il nome "intensità del campo magnetico" era assegnato a una caratteristica ausiliaria D campo elettrico.

Un campo magnetico, a differenza di uno elettrico, non influenza una carica a riposo. La forza si verifica solo quando la carica si muove.

Quindi, le cariche in movimento (correnti) modificano le proprietà dello spazio che le circonda: creano un campo magnetico al suo interno. Ciò si manifesta nel fatto che in esso si muovono forze (correnti).

L'esperienza dà. Cosa è vero sia per il magnetico che per l’elettrico? principio di sovrapposizione:

campoIN , generato da più cariche (correnti) in movimento, è pari alla somma vettoriale dei campiB IO generato da ciascuna carica (corrente) separatamente:

II. Caratteristiche generali del campo magnetico terrestre.

La Terra nel suo insieme è un enorme magnete sferico. L'umanità ha iniziato a utilizzare il campo magnetico terrestre molto tempo fa. Già all'inizio dei secoli XII-XIII. La bussola si sta diffondendo sempre più nella navigazione. Tuttavia, a quei tempi si credeva che l'ago della bussola fosse orientato dalla Stella Polare e dal suo magnetismo. L'ipotesi sull'esistenza del campo magnetico terrestre fu espressa per la prima volta nel 1600 dal naturalista inglese Gilbert.

In qualsiasi punto dello spazio che circonda la Terra e sulla sua superficie viene rilevata l'azione delle forze magnetiche. In altre parole, nello spazio che circonda la Terra viene creato un campo magnetico, le cui linee di campo sono mostrate in Fig. 1.

I poli magnetici e geografici della Terra non coincidono tra loro. Polo nord magnetico N si trova in emisfero sud, vicino alla costa dell'Antartide, e al polo sud magnetico S si trova nell'emisfero settentrionale, vicino alla costa settentrionale dell'Isola Vittoria (Canada). Entrambi i poli si muovono (derivano) continuamente superficie terrestre ad un ritmo di circa 5 all'anno a causa della variabilità dei processi che generano il campo magnetico. Inoltre, l'asse del campo magnetico non passa attraverso il centro della Terra, ma resta indietro di 430 km. Il campo magnetico della Terra non è simmetrico. A causa del fatto che l'asse del campo magnetico passa con un angolo di soli 11,5 gradi rispetto all'asse di rotazione del pianeta, possiamo usare una bussola.

La parte principale del campo magnetico terrestre, secondo le visioni moderne, è di origine intraterrestre. Il campo magnetico della Terra è creato dal suo nucleo. Il nucleo esterno della Terra è liquido e metallico. Il metallo è una sostanza che conduce corrente e se ci fossero correnti costanti nel nucleo liquido, la corrente elettrica corrispondente creerebbe un campo magnetico. A causa della rotazione della Terra, tali correnti esistono nel nucleo, perché La Terra, con una certa approssimazione, è un dipolo magnetico, cioè una specie di calamita con due poli: sud e nord.

Una piccola parte del campo magnetico (circa l'1%) è di origine extraterrestre. L'aspetto di questa parte è attribuito alle correnti elettriche che scorrono negli strati conduttori della ionosfera e della superficie terrestre. Questa parte del campo magnetico terrestre è soggetta a un leggero cambiamento nel tempo, chiamato variazione secolare. Le ragioni dell'esistenza delle correnti elettriche nella variazione secolare sono sconosciute.

In un'ipotesi ideale e ipotetica, in cui la Terra sarebbe sola nello spazio, le linee del campo magnetico del pianeta erano posizionate allo stesso modo delle linee del campo di un normale magnete di un libro di testo scolastico di fisica, cioè sotto forma di archi simmetrici che si estendono dal polo sud a nord. La densità della linea (intensità del campo magnetico) diminuirebbe con la distanza dal pianeta. Infatti, il campo magnetico terrestre interagisce con i campi magnetici del Sole, dei pianeti e con i flussi di particelle cariche emesse in abbondanza dal Sole. Se l'influenza del Sole stesso, e soprattutto dei pianeti, può essere trascurata a causa della loro distanza, ciò non può essere fatto con i flussi di particelle, altrimenti con il vento solare. Il vento solare è un flusso di particelle emesso da una velocità di circa 500 km/s atmosfera soleggiata. In pochi istanti brillamenti solari, così come durante i periodi di formazione di un gruppo di grandi macchie solari sul Sole, il numero di elettroni liberi che bombardano l'atmosfera terrestre aumenta notevolmente. Ciò porta ad un disturbo nelle correnti che fluiscono nella ionosfera terrestre e, a causa di ciò, si verifica un cambiamento nel campo magnetico terrestre. Si verificano tempeste magnetiche. Tali flussi generano un forte campo magnetico, che interagisce con il campo terrestre, deformandolo notevolmente. Grazie al suo campo magnetico, la Terra trattiene le particelle del vento solare catturate nelle cosiddette fasce di radiazione, impedendo loro di passare nell’atmosfera terrestre e tanto meno in superficie. Le particelle del vento solare sarebbero molto dannose per tutti gli esseri viventi. Quando i campi menzionati interagiscono, si forma un confine, da un lato del quale ce n'è uno disturbato (che ha subito cambiamenti dovuti a influenze esterne) il campo magnetico delle particelle del vento solare, dall'altro il campo perturbato della Terra. Questo confine dovrebbe essere considerato come il limite dello spazio vicino alla Terra, il confine della magnetosfera e dell'atmosfera. Al di là di questo confine predomina l’influenza dei campi magnetici esterni. In direzione del Sole, la magnetosfera terrestre viene appiattita sotto l'influenza del vento solare e si estende solo per 10 raggi del pianeta. Nella direzione opposta si ha un allungamento fino a 1000 raggi terrestri.

La maggior parte del campo magnetico terrestre presenta anomalie in varie aree della superficie terrestre. Queste anomalie, a quanto pare, sarebbero da attribuire alla presenza di masse ferromagnetiche nella crosta terrestre o a differenze nelle proprietà magnetiche delle rocce. Pertanto, lo studio delle anomalie magnetiche è di importanza pratica nello studio dei minerali.

L'esistenza di un campo magnetico in qualsiasi punto della Terra può essere stabilita utilizzando un ago magnetico. Se appendi un ago magnetico N.S. su un filo l (Fig. 2) in modo che il punto di sospensione coincida con il centro di gravità della freccia, quindi la freccia verrà installata nella direzione della tangente alla linea di forza del campo magnetico terrestre.

Nell'emisfero settentrionale, l'estremità meridionale sarà inclinata verso la Terra e la freccia si allineerà con l'orizzonte angolo di inclinazioneQ (all'equatore magnetico l'inclinazione Q è uguale a zero). Il piano verticale in cui si trova la freccia è chiamato piano del meridiano magnetico. Tutti i piani dei meridiani magnetici si intersecano in linea retta N.S. e le tracce dei meridiani magnetici sulla superficie terrestre convergono ai poli magnetici N E S . Poiché i poli magnetici non coincidono poli geografici, allora la freccia verrà deviata dal meridiano geografico. L’angolo formato dal piano verticale passante per la freccia (cioè il meridiano magnetico) con il meridiano geografico è detto declinazione magnetica UN(Fig. 2). Vettore

I campi di intensità del campo magnetico terrestre possono essere scomposti in due componenti: orizzontale e verticale (Fig. 3). I valori degli angoli di inclinazione e declinazione, nonché la componente orizzontale, consentono di determinare l’entità e la direzione dell’intensità totale del campo magnetico terrestre in un dato punto. Se l'ago magnetico può ruotare liberamente solo attorno ad un asse verticale, allora si posizionerà sotto l'influenza della componente orizzontale del campo magnetico terrestre nel piano del meridiano magnetico. Componente orizzontale, declinazione magnetica UN e umore Q sono chiamati elementi del magnetismo terrestre. Tutti gli elementi del magnetismo terrestre cambiano nel tempo.

A cosa serve il campo magnetico terrestre, imparerai da questo articolo.

Qual è il valore del campo magnetico terrestre?

Innanzitutto protegge i satelliti artificiali e gli abitanti del pianeta dall'azione delle particelle provenienti dallo spazio. Questi includono particelle cariche e ionizzate del vento solare. Quando entrano nella nostra atmosfera, il campo magnetico cambia la loro traiettoria e li dirige lungo la linea del campo.

Inoltre, siamo entrati nell’era delle nuove tecnologie grazie al nostro campo magnetico. Tutti i dispositivi moderni e avanzati che funzionano utilizzando una varietà di dispositivi di memorizzazione (dischi, schede) dipendono direttamente dal campo magnetico. La sua tensione e stabilità influenzano direttamente assolutamente tutte le informazioni, sistemi informatici, poiché tutte le informazioni necessarie al loro corretto funzionamento si trovano su supporti magnetici.

Pertanto, possiamo affermare con sicurezza che la prosperità della civiltà moderna, la “vitalità” delle sue tecnologie dipende strettamente dallo stato del campo magnetico del nostro pianeta.

Qual è il campo magnetico della Terra?

Il campo magnetico terrestreè l'area intorno al pianeta dove agiscono le forze magnetiche.

Per quanto riguarda la sua origine, quindi questa domanda non è stato ancora definitivamente risolto. Ma la maggior parte dei ricercatori è propensa a credere che il nostro pianeta debba il suo campo magnetico al suo nucleo. È costituito da una parte interna solida e da una esterna liquida. La rotazione della Terra contribuisce a correnti costanti nel nucleo liquido. E questo porta all'emergere di un campo magnetico attorno a loro.

La maggior parte dei pianeti sistema solare hanno campi magnetici a vari livelli. Se li metti in fila in ordine decrescente del momento di dipolo magnetico, otterrai la seguente immagine: Giove, Saturno, Terra, Mercurio e Marte. motivo principale la sua presenza è la presenza di un nucleo liquido.

Un fenomeno come il magnetismo è noto all'umanità da molto tempo. Prende il nome dalla città di Magnetia, che si trova in Asia Minore. Fu lì che fu scoperta un'enorme quantità di minerale di ferro. Possiamo trovare le primissime menzioni di pezzi unici nelle opere di Tito Lucrezio Cara, che ne scrisse nel poema "Sulla natura delle cose", intorno al I secolo a.C.

Sin dai tempi antichi, le persone hanno trovato utilizzo proprietà uniche minerale di ferro. Uno dei dispositivi più comuni la cui azione era basata sull'attrazione dei metalli era la bussola. Ora è molto difficile immaginare vari settori che non utilizzino semplici magneti ed elettromagneti.

Il campo magnetico della Terra è l'area attorno al pianeta che lo protegge dagli effetti dannosi delle radiazioni radioattive. Gli scienziati discutono ancora sull'origine di questo campo. Ma la maggior parte di loro crede che sia nato grazie al fatto che il centro del nostro pianeta ha una componente esterna liquida e una interna solida. Durante la rotazione, la parte liquida del nucleo si muove, carica particelle elettriche si muovono e si forma un cosiddetto campo magnetico.

Il campo magnetico terrestre è anche chiamato magnetosfera. Il concetto di “magnetismo” è una proprietà globale e globale della natura. SU questo momentoÈ impossibile creare una teoria completamente completa della gravità solare e terrestre, ma la scienza sta già cercando di capirlo e riesce a dare spiegazioni abbastanza convincenti su vari aspetti di questo complesso fenomeno.

IN Ultimamente Scienziati e cittadini comuni temono soprattutto che il campo magnetico terrestre stia gradualmente indebolendo la sua influenza. È stato scientificamente provato che negli ultimi 170 anni il campo magnetico si è costantemente indebolito. Questo ti fa pensare, dal momento che è un certo tipo di scudo che protegge la Terra e animali selvatici dai terribili effetti delle radiazioni i raggi del sole. resiste al flusso di tutte queste particelle che volano verso i poli. Tutti questi flussi indugiano nello strato superiore dell'atmosfera ai poli, formando un fenomeno meraviglioso: l'aurora boreale.

Se improvvisamente il campo magnetico terrestre scompare o si indebolisce in modo significativo, allora tutto sul pianeta sarà sotto l’influenza diretta delle forze cosmiche e radiazione solare. A sua volta, ciò porterà a malattie da radiazioni e danni a tutti gli organismi viventi. La conseguenza di un tale disastro saranno terribili mutazioni o completa distruzione. Con nostro grande sollievo, un simile sviluppo è improbabile.

I paleomagnetologi sono stati in grado di fornire dati abbastanza affidabili secondo cui il campo magnetico oscilla costantemente e il periodo di tali oscillazioni varia. Hanno anche compilato una curva approssimativa delle fluttuazioni del campo e hanno scoperto che al momento il campo è in una posizione discendente e continuerà a diminuire per un altro paio di migliaia di anni. Poi ricomincerà ad intensificarsi nel corso di 4mila anni. L'ultimo valore massimo dell'attrazione del campo magnetico si è verificato all'inizio dell'era attuale. Le ragioni di tale instabilità sono state addotte in vari modi, ma non esiste una teoria specifica al riguardo.

È noto da tempo che molti campi magnetici hanno un effetto negativo sugli organismi viventi. Ad esempio, esperimenti condotti su animali hanno dimostrato che un campo magnetico esterno può ritardare lo sviluppo, rallentare la crescita cellulare e persino modificare la composizione del sangue. Ecco perché portano a un deterioramento della salute delle persone dipendenti dalle condizioni atmosferiche.

Per gli esseri umani, un campo magnetico terrestre sicuro è un campo con un valore di intensità non superiore a 700 oersted. Vale la pena notare che stiamo parlando non sul campo magnetico terrestre stesso, ma sui campi elettromagnetici che si formano durante il funzionamento di qualsiasi dispositivo radio ed elettrico.

Il lato fisico del processo di influenza del campo magnetico terrestre sugli esseri umani non è ancora del tutto chiaro. Ma siamo riusciti a scoprire che colpisce le piante: la germinazione e l'ulteriore crescita dei semi dipendono direttamente dal loro orientamento iniziale rispetto al campo magnetico. Inoltre, il suo cambiamento può accelerare o rallentare lo sviluppo della pianta. È del tutto possibile che un giorno questa proprietà venga utilizzata agricoltura.

La Terra è la forza della sua attrazione. Varia in alcuni luoghi, ma la media è 0,5 oersted. In alcuni punti (nella cosiddetta tensione aumenta fino a 2E.

IN Gli ultimi giorni Sui siti di informazione scientifica sono apparse una grande quantità di notizie sul campo magnetico terrestre. Ad esempio, la notizia che negli ultimi tempi la situazione è cambiata in modo significativo, o che il campo magnetico contribuisce alla perdita di ossigeno dall’atmosfera terrestre, o anche che le mucche al pascolo sono orientate lungo le linee del campo magnetico. Cos'è un campo magnetico e quanto sono importanti tutte queste novità?

è l'area intorno al nostro pianeta dove operano le forze magnetiche. La questione dell'origine del campo magnetico non è stata ancora completamente risolta. Tuttavia, la maggior parte dei ricercatori concorda sul fatto che la presenza del campo magnetico terrestre è dovuta almeno in parte al suo nucleo. Il nucleo della terra è costituito da un interno solido e da un esterno liquido. La rotazione della Terra crea correnti costanti nel nucleo liquido. Come il lettore ricorderà dalle lezioni di fisica, il movimento cariche elettriche porta alla comparsa di un campo magnetico attorno a loro.

Una delle teorie più comuni che spiegano la natura del campo, la teoria dell'effetto dinamo, presuppone che i movimenti convettivi o turbolenti di un fluido conduttore nel nucleo contribuiscano all'autoeccitazione e al mantenimento del campo in uno stato stazionario.

La terra può essere considerata come un dipolo magnetico. Il suo Polo Sud si trova al Polo Nord geografico e quello settentrionale, di conseguenza, è al Polo Sud.

Infatti i poli geografici e magnetici della Terra non coincidono non solo in “direzione”. L'asse del campo magnetico è inclinato rispetto all'asse di rotazione terrestre di 11,6 gradi. Poiché la differenza non è molto significativa, possiamo usare una bussola. La sua freccia punta esattamente al Polo Sud Magnetico della Terra e quasi esattamente al Polo Nord Geografico.

Se la bussola fosse stata inventata 720mila anni fa, avrebbe indicato sia il polo nord geografico che quello magnetico. Ma ne parleremo più avanti. Il campo magnetico protegge gli abitanti della Terra e i satelliti artificiali dagli effetti dannosi delle particelle cosmiche. Tali particelle includono, ad esempio, particelle del vento solare ionizzate (cariche). Il campo magnetico modifica la traiettoria del loro movimento, dirigendo le particelle lungo le linee del campo. La necessità di un campo magnetico per l'esistenza della vita restringe la gamma dei pianeti potenzialmente abitabili (se si parte dal presupposto che le forme di vita ipoteticamente possibili siano simili agli abitanti terrestri).

Gli scienziati non escludono che alcuni dei pianeti tipo terrestre non hanno un nucleo metallico e, di conseguenza, sono privi di campo magnetico. Fino ad ora, si pensava che i pianeti costituiti da solida roccia, come la Terra, contenessero tre strati principali: una crosta solida, un mantello viscoso e un nucleo di ferro solido o fuso. In un recente articolo, gli scienziati del Massachusetts Institute of Technology hanno proposto due possibili meccanismi per la formazione di pianeti “rocciosi” senza nucleo. Se i calcoli teorici dei ricercatori saranno confermati dalle osservazioni, allora la formula per calcolare la probabilità di incontrare umanoidi nell'Universo, o almeno qualcosa che ricorda le illustrazioni di un libro di testo di biologia, dovrà essere riscritta.

Anche i terrestri potrebbero perdere la loro protezione magnetica. È vero, i geofisici non possono ancora dire esattamente quando ciò accadrà. Il fatto è che i poli magnetici della Terra non sono costanti. Periodicamente cambiano posto. Non molto tempo fa, i ricercatori hanno scoperto che la Terra “ricorda” l’inversione dei poli. L'analisi di tali "ricordi" ha mostrato che negli ultimi 160 milioni di anni il nord e il sud magnetici hanno cambiato posizione circa 100 volte. Ultima volta“Molte più particelle cosmiche, pericolose per gli organismi viventi, penetrano sulla Terra. Una delle ipotesi che spiegano la scomparsa dei dinosauri afferma che i rettili giganti si estinsero proprio durante il successivo cambio dei poli.

Oltre alle “tracce” delle attività pianificate per cambiare i poli, i ricercatori hanno notato pericolosi cambiamenti nel campo magnetico terrestre. L'analisi dei dati sulle sue condizioni per diversi anni ha dimostrato che in ultimi mesi Cominciarono a verificarsi cambiamenti pericolosi dentro di lui. Gli scienziati non registravano “movimenti” così bruschi del campo da molto tempo. L’area di interesse dei ricercatori si trova nella parte meridionale oceano Atlantico. Lo "spessore" del campo magnetico in questa zona non supera un terzo di quello "normale".

I ricercatori hanno notato da tempo questo “buco” nel campo magnetico terrestre. I dati raccolti in 150 anni mostrano che il campo qui si è indebolito del 10% in questo periodo. Al momento è difficile dire quale minaccia ciò rappresenti per l’umanità. Una delle conseguenze dell'indebolimento dell'intensità del campo può essere un aumento (anche se insignificante) del contenuto di ossigeno atmosfera terrestre

. La connessione tra il campo magnetico terrestre e questo gas è stata stabilita utilizzando il sistema satellitare Cluster, un progetto dell'Agenzia spaziale europea. Gli scienziati hanno scoperto che il campo magnetico accelera gli ioni di ossigeno e li “lancia” nello spazio. Nonostante il campo magnetico non possa essere visto, gli abitanti della Terra lo sentono bene.

Uccelli migratori , ad esempio, trovano la loro strada, concentrandosi specificatamente su di essa. Esistono diverse ipotesi che spiegano esattamente come percepiscono il campo. Uno degli ultimi suggerisce che gli uccelli percepiscono visivamente il campo magnetico. Proteine ​​speciali - criptocromi - agli occhi degli uccelli migratori sono in grado di cambiare posizione sotto l'influenza di un campo magnetico. Gli autori della teoria ritengono che i criptocromi possano fungere da bussola. Oltre agli uccelli, le tartarughe marine utilizzano il campo magnetico terrestre anziché il GPS. E, come ha mostrato l'analisi foto satellitari

Oltre alle notevoli proprietà elencate, il campo magnetico contribuisce alla comparsa delle aurore. Sorgono come risultato di improvvisi cambiamenti nel campo che si verificano in regioni remote del campo.

Il campo magnetico non è stato ignorato dai sostenitori di una delle "teorie del complotto": la teoria di una bufala lunare. Come accennato in precedenza, il campo magnetico ci protegge dalle particelle cosmiche. Le particelle "raccolte" si accumulano alcune parti campi di radiazione: le cosiddette cinture di radiazione di Van Alen. Gli scettici che non credono nella realtà degli sbarchi sulla Luna credono che durante il volo attraverso le cinture di radiazione, gli astronauti riceverebbero dose letale radiazione.

Il campo magnetico terrestre è una straordinaria conseguenza delle leggi della fisica, uno scudo protettivo, un punto di riferimento e il creatore delle aurore. Se non fosse stato per questo, la vita sulla Terra avrebbe potuto apparire completamente diversa. In generale, se non ci fosse il campo magnetico, bisognerebbe inventarlo.

Struttura e caratteristiche del campo magnetico terrestre

A piccola distanza dalla superficie terrestre, circa tre dei suoi raggi, le linee del campo magnetico hanno una disposizione simile a un dipolo. Questa regione è chiamata plasmasfera terrestre.

Man mano che ci si allontana dalla superficie terrestre, l'influenza del vento solare aumenta: dal lato del Sole, il campo geomagnetico si comprime e dal lato opposto, quello notturno, si allunga in una lunga coda.

Plasmosfera

Le correnti nella ionosfera hanno un effetto notevole sul campo magnetico sulla superficie terrestre. Questa regione dell'alta atmosfera si estende ad altitudini di circa 100 km e oltre. Contiene un gran numero di ioni. Il plasma è trattenuto dal campo magnetico terrestre, ma il suo stato è determinato dall'interazione del campo magnetico terrestre con il vento solare, il che spiega la connessione tra le tempeste magnetiche sulla Terra e le eruzioni solari.

Opzioni del campo

I punti sulla Terra in cui l'intensità del campo magnetico ha una direzione verticale sono chiamati poli magnetici. Esistono due punti di questo tipo sulla Terra: il polo nord magnetico e il polo sud magnetico.

La linea retta che passa attraverso i poli magnetici è chiamata asse magnetico terrestre. Il cerchio massimo situato in un piano perpendicolare all'asse magnetico è chiamato equatore magnetico. L'intensità del campo magnetico nei punti dell'equatore magnetico ha una direzione approssimativamente orizzontale.

L'intensità media del campo sulla superficie terrestre è di circa 0,5 Oe (40 A/m) e dipende fortemente dalla posizione geografica. L'intensità del campo magnetico all'equatore magnetico è di circa 0,34 Oe (Oersted), ai poli magnetici è di circa 0,66 Oe. In alcune aree (nelle cosiddette aree di anomalie magnetiche), la tensione aumenta notevolmente. Nell'area dell'anomalia magnetica di Kursk raggiunge 2 Oe.

Il momento magnetico del dipolo terrestre nel 1995 era 7,812x10 25 G cm 3 (o 7,812x10 22 A m 2), diminuendo in media negli ultimi decenni di 0,004x10 25 G cm 3 o 1/4000 all'anno.

Un'approssimazione comune del campo magnetico terrestre è sotto forma di una serie armonica: la serie gaussiana.

Il campo magnetico terrestre è caratterizzato da perturbazioni chiamate pulsazioni geomagnetiche dovute all'eccitazione delle onde idromagnetiche nella magnetosfera terrestre; La gamma di frequenza delle pulsazioni si estende da millihertz a un kilohertz.

Meridiano magnetico

I meridiani magnetici sono le proiezioni delle linee del campo magnetico terrestre sulla sua superficie; curve complesse che convergono ai poli magnetici nord e sud della Terra.

Ipotesi sulla natura del campo magnetico terrestre

Recentemente è stata sviluppata un'ipotesi che collega l'emergere del campo magnetico terrestre con il flusso di correnti nel nucleo di metallo liquido.

Si calcola che la zona in cui opera il meccanismo della “dinamo magnetica” si trova a una distanza di 0,25-0,3 raggi dalla Terra. Un meccanismo simile di generazione del campo può aver luogo su altri pianeti, in particolare nei nuclei di Giove e Saturno (secondo alcune ipotesi, costituiti da idrogeno metallico liquido).

Cambiamenti nel campo magnetico terrestre Studi sulla magnetizzazione rimanente acquisita da corpi ignei rocce

quando si raffreddano al di sotto del punto di Curie, indicano ripetute inversioni del campo magnetico terrestre, registrate in strisce di anomalie magnetiche della crosta oceanica, parallele agli assi delle dorsali medio-oceaniche.

Formazione di anomalie magnetiche del nastro durante la stesura.

Spostamento dei poli magnetici della Terra Lo spostamento dei poli magnetici è stato registrato dal 1885. Negli ultimi 100 anni, il polo magnetico nell'emisfero meridionale si è spostato di quasi 900 km e ha raggiunto Oceano Indiano . Gli ultimi dati sullo stato del polo magnetico artico (in movimento verso l'anomalia magnetica del mondo della Siberia orientale) ha dimostrato che dal 1973 al 1984 il suo chilometraggio è stato di 120 km, dal 1984 al 1994 - più di 150 km. Sebbene questi dati siano calcolati, sono confermati dalle misurazioni del polo nord magnetico. Secondo i dati dell’inizio del 2007, la velocità di deriva del polo nord magnetico è aumentata da 10 km/anno negli anni ’70 a 60 km/anno nel 2004.

La forza del campo magnetico terrestre sta diminuendo e in modo non uniforme.

Negli ultimi 22 anni è diminuito in media dell’1,7% e in alcune regioni, ad esempio nell’Oceano Atlantico meridionale, del 10%.

In alcune località l’intensità del campo magnetico, contrariamente alla tendenza generale, è addirittura aumentata. L'accelerazione del movimento dei poli (in media di 3 km/anno) e il loro movimento lungo i corridoi di inversione dei poli magnetici (più di 400 paleoinversioni hanno permesso di identificare questi corridoi) suggerisce che questo movimento dei poli debba essere visto non come un'escursione, ma come un'altra inversione del campo magnetico terrestre. Ciò è confermato dall’attuale aumento dell’angolo di apertura delle cuspidi (lacune polari nella magnetosfera nel nord e nel sud), che verso la metà degli anni ’90 ha raggiunto i 45°. Materiale radiante dal vento solare, dallo spazio interplanetario e

Raggi cosmici

, per cui più materia ed energia entrano nelle regioni polari, il che può portare ad un ulteriore riscaldamento delle calotte polari.

Nella fisica dei raggi cosmici, le coordinate specifiche del campo geomagnetico, che prendono il nome dallo scienziato Carl McIlwain che per primo ne propose l'uso, sono ampiamente utilizzate, poiché si basano su invarianti del movimento delle particelle in un campo magnetico. Un punto in un campo dipolare è caratterizzato da due coordinate (L, B), dove L è il cosiddetto guscio magnetico, o parametro di McIlwain (L-shell inglese, valore L, parametro L di McIlwain), B è il parametro magnetico induzione del campo (solitamente in Gs). Il parametro del guscio magnetico è solitamente considerato il valore L, pari al rapporto tra la distanza media del guscio magnetico reale dal centro della Terra nel piano dell'equatore geomagnetico e il raggio della Terra.

Storia della ricerca

La capacità degli oggetti magnetizzati di essere localizzati in una certa direzione era nota ai cinesi diverse migliaia di anni fa.

Nel 1544 lo scienziato tedesco Georg Hartmann scoprì l'inclinazione magnetica.

L'inclinazione magnetica è l'angolo di cui l'ago, sotto l'influenza del campo magnetico terrestre, devia dal piano orizzontale verso il basso o verso l'alto. Nell'emisfero nord dell'equatore magnetico (che non coincide con l'equatore geografico), l'estremità settentrionale della freccia devia verso il basso, in quello meridionale viceversa. All'equatore magnetico stesso, le linee del campo magnetico sono parallele alla superficie terrestre.

La prima ipotesi sulla presenza del campo magnetico terrestre, che provoca tale comportamento degli oggetti magnetizzati, fu fatta dal medico e filosofo naturale inglese William Gilbert nel 1600 nel suo libro “Sul Magnete” (“De Magnete”), in cui descrisse l'esperimento con una sfera di minerale magnetico e una piccola freccia di ferro. Gilbert è giunto alla conclusione che la Terra è un grande magnete. Le osservazioni dell'astronomo inglese Henry Gellibrand hanno dimostrato che il campo geomagnetico non è costante, ma cambia lentamente. José de Acosta (uno dei Fondatori della Geofisica, secondo Humboldt) nella sua Storia (1590) apparve per la prima volta la teoria delle quattro linee senza declinazione magnetica (descrisse l'uso del compasso, l'angolo di deflessione, le differenze tra linee magnetiche e Polo Nord

L'angolo di deviazione dell'ago magnetico dalla direzione nord-sud è chiamato declinazione magnetica. Cristoforo Colombo scoprì che la declinazione magnetica non rimane costante, ma cambia con i cambiamenti coordinate geografiche. La scoperta di Colombo diede impulso a un nuovo studio del campo magnetico terrestre: i marinai avevano bisogno di informazioni al riguardo.

Nel 1759, lo scienziato russo M.V. Lomonosov, nel suo rapporto "Discorso sulla grande precisione della rotta marittima", diede preziosi consigli per aumentare la precisione delle letture della bussola. Per studiare il magnetismo terrestre, M.V. Lomonosov consigliò di organizzare una rete di punti permanenti (osservatori) in cui effettuare osservazioni magnetiche sistematiche; Tali osservazioni devono essere effettuate ampiamente in mare. L'idea di Lomonosov di organizzare osservatori magnetici fu realizzata solo 60 anni dopo in Russia.

Nel 1831 l'esploratore polare inglese John Ross scoprì il polo magnetico nell'arcipelago canadese, la regione dove l'ago magnetico occupa una posizione verticale, cioè l'inclinazione è di 90°. Nel 1841, James Ross (nipote di John Ross) raggiunse l'altro polo magnetico della Terra, situato in Antartide.

Carl Gauss (tedesco: Carl Friedrich Gauss) avanzò una teoria sull'origine del campo magnetico terrestre e nel 1839 dimostrò che la maggior parte di esso esce dalla Terra e il motivo di piccole, brevi deviazioni nei suoi valori vanno ricercati nell’ambiente esterno.

fonte:Wikipedia Vedi anche la sezione

fonte:Wikipedia- scarica gratuitamente libri di astronomia

fonte:Wikipedia- scarica gratuitamente articoli e abstract astronomici

fonte:Wikipedia- comprare on line