Magnetosfera Zemlje: posljedice njegove promjene. Vanjske ljuske Zemlje

Magnetosfera obuhvaća bilo koje tijelo s magnetskim poljem. Izgleda da se čestice s nabojem odstupaju od izvornog kretanja pod utjecajem unutarnjeg magnetizma. Mjesto susreta za solarnu energiju i magnetsko polje čini plazmu koja pokriva magnetosferu.

Utjecaj Sunca na Zemlju

Sunce emitira veliku količinu energije koja se neprestano širi, isparava van. Ovo proširenje zove se solarni vjetar.

Sunčev vjetar širi se u bilo kojem smjeru, ispunjavajući cijeli međuplanetarni prostor. Iz tog razloga nastaje plazma formacija u međuzvjezdanom području, nazvanu solarnu plazmu vjetra.

Sunčeva plazma spiralno se kreće, u prosjeku u roku od 4 dana nadilazi interval između Sunca i Zemlje.

Sunce daje energiju zahvaljujući kojoj se život na Zemlji nastavlja. Međutim, Sunce emitira opasna zračenja koja su destruktivna za sva živa bića na našem planetu. Kada se Zemlja kreće oko Sunca, zračenje se neravnomjerno distribuira tijekom cijele godine. Iz tog razloga, sezone se mijenjaju.

Što štiti Zemlju?

Prirodna struktura planete Zemlja ga štiti od štetnog sunčevog zračenja. Zemlja je okružena s nekoliko školjaka:

• magnetosfera koja štiti od zračenja sunčevog toka;
• ionosfera, apsorbirajući rendgensku i ultraljubičasto zračenje;
• Ozonni sloj, koji ograničava preostale količine ultraljubičastog zračenja.

Kao rezultat, Zemljina biosfera (stanište živih organizama) potpuno je zaštićena.

Zemljina magnetosfera je zaštitni sloj, najudaljeniji od središta planeta. To je zapreka solarnoj plazmi vjetra. Iz tog razloga, plazma sunce teče oko Zemlje, tvoreći jedno šuplje stvaranje u kojem je skrivena geomagnetsko polje.

Zašto postoji magnetsko polje?

Uzroci zemaljskog magnetizma skriveni su unutar planeta. Kao što je poznato o strukturi planete Zemlje, ona se sastoji od:

• jezgra;
• plašt;
• Zemljinu koru.

Oko planeta postoje različita polja, uključujući gravitacijsku i magnetsku. Gravitacija u najjednostavnijem smislu je privlačenje zemlje svim materijalnim česticama.

Zemljasti magnetizam sastoji se od fenomena koji se javljaju na granicama jezgre i plašta. Sama planeta je ogroman magnet, ravnomjerno magnetizirana sfera.

Razlog za bilo koje magnetsko polje je električna struja ili neprekinuta magnetizacija. Znanstvenici koji se bave problemom magnetizma Zemlje, saznajte:

• uzroci magnetske privlačnosti Zemlje;
• uspostaviti veze između zemaljskog magnetizma i njegovih izvora;
• odrediti raspodjelu i smjer magnetskog polja na planeti.

Te se studije provode pomoću magnetskih pregleda, kao i promatranjima u opservatorijima - posebnim točkama u različitim regijama svijeta.

Kako je raspoređena magnetosfera?

Pojavljuje se i raspored magnetosfere:

• solarni vjetar;
• zemaljski magnetizam.

Sunčev vjetar je izlaz plazme koji se distribuira od Sunca u bilo kojem smjeru. Brzina vjetra u blizini Zemljine površine iznosi 300-800 km / s. Sunčev vjetar pun je protona, elektrona, alfa čestica i karakterizira kvazinutralnost. Sunčev vjetar je obdaren solarnim magnetizmom, koji je plazma istisnuto vrlo daleko.

Zemljina magnetosfera je prilično složena šupljina. Svi njezini dijelovi ispunjeni su plazma procesima, u kojima su mehanizmi ubrzanja čestica od velike važnosti. Od solarne strane, udaljenost od središta do granica Zemlje određuje snagom sunčevog vjetra i može doseći od 60 do 70 tisuća kilometara, što je jednako 10-12 radijusa Zemlje Re. Re iznosi 6.371 km.

Granice magnetosfere razlikuju se ovisno o lokaciji u odnosu na Sunce. Takva granica na sunčanoj strani slična je obliku projektila. Njegova je približna udaljenost 15 Re. Na mračnoj strani, magnetosfera ima oblik cilindričnog repa, radijus je 20-25 Re, duljina je više od 200 Re, kraj je nepoznat.

U magnetosferi postoje regije s visokom energijom čestica, oni se nazivaju "pojasevi zračenja". Magnetosfera je sposobna inicirati različite oscilacije i sama je izvor zračenja, od kojih neki mogu prodrijeti na Zemlju.

Plazma se ispušta u Zemljinu magnetosferu kroz intermeale između osobina magnetopauze - polarnih kvrga, kao i zbog hidromagnetskih pojava i nestabilnosti.

Aktivnost magnetskog polja

Zemljina magnetosfera utječe na geomagnetnu aktivnost, geomagnetske oluje i substorme.

Ona štiti život na Zemlji. Bez nje bi se život zaustavio. Prema istraživačima, oceani Marsa i njezina atmosfera otišli su u svemir zbog nepristupačnog utjecaja sunčevog vjetra. Slično tome, Venerine Venere su u zraku upale u solarnu struju.

Magnetosferu je i Jupiter, Uran, Saturn i Neptun. Na Marsu i Merkuru magnetske ljuske su beznačajne. Venera je ne, s solarni vjetar uspijevaju nositi zbog ionosfere.

Značajke polja

Glavno magnetska svojstva polja su napetosti. Magnetna napetost je vektorska količina. Magnetsko polje planeta je predstavljeno uz pomoć linija sile, tangenti za njih pokazuju smjer zategnutog vektora.

Danas je intenzitet magnetskog polja 0,5 Oersted ili 0,1 A / m. Znanstvenici dozvoljavaju fluktuacije u veličini u prošlosti. Ali geomagnetsko polje se nije promijenilo posljednje 2-3,5 milijardi godina.

Točke na Zemlji, gdje je napetost vertikalno usmjerena, nazivaju se magnetskim stupovima. Na Zemlji postoje dva:

• Sjeverna;
• Jug.

Ravna crta prolazi kroz oba pola - magnetska os. Krug smješten okomito na os je magnetski ekvator. Snaga polja u ekvatoru je horizontalna.

Magnetski stupovi

Magnetski stupovi ne odgovaraju konvencionalnim zemljopisnim polovima. Geografski stupovi smješteni su uz geografsku osi na kojoj se planet rotira. Kada se Zemlja kreće oko Sunca, smjer osovine zemlje ostaje.

Nizovi kompasa upućuju na magnetni sjeverni stup. Magnetski opservatori mjere dnevno fluktuacije magnetskog polja, od kojih su neki uključeni u svakom drugom mjerenju.

Od Sjevernog pola do Juga prolaze magnetski meridijani. Kut između magnetskog i zemljopisnog meridijana naziva se magnetska deklinacija. Svaka točka na zemlji ima svoj vlastiti kut nagiba.

Na ekvatoru, magnetna strelica je postavljena vodoravno. Kada se kreće na sjever, gornji kraj strelice gasi dolje. Kut između strelice i vodoravne površine je magnetski nagib. U području polova, nagib je najveći i 90 stupnjeva.

Kretanje magnetskog polja

S vremenom, raspored magnetskih stupova se mijenja.

U početku je magnetni stup otvoren 1831. godine, a zatim je bio smješten stotinama kilometara od trenutne lokacije. Približna udaljenost putovanja u godini iznosi 15 km.

Posljednjih godina povećava se brzina kretanja magnetskih stupova. Sjeverni pol pomiče brzinom od 40 km godišnje.

Permutacija magnetskog polja

Proces promjene polariteta na Zemlji naziva se inverzija. Znanstvenici znaju barem oko 100 slučajeva, kada je geomagnetsko polje promijenilo polarnost.

Vjeruje se da se inverzija javlja svakih 11-12 tisuća godina. Ostale verzije se zovu 13, 500 i čak 780 tisuća godina. Možda inverzija nema jasnu periodicnost. Znanstvenici vjeruju da je u ranijim inverzijama nastavio život na Zemlji.

Ljudi se pitaju pitanje: "Kada ćemo čekati sljedeću promjenu polariteta?"

Faza pomaka pola traje već prošlog stoljeća. Južni pol se sada nalazi u Indijskom oceanu, a sjeverni se kreće preko Arktičkog oceana prema Sibiru. Magnetsko polje u blizini polova je oslabljeno. Napetost se smanjuje.

Najvjerojatnije će, uz sljedeću inverziju, život na Zemlji nastaviti. Jedino je pitanje, kakva je cijena. Ako se inverzija pojavi pri izumiranju magnetosfere na Zemlji na kratko vrijeme, to može biti vrlo opasno za čovječanstvo. Neželjeni planet je izložen štetnim učincima kozmičkih zraka. Osim toga, smanjenje ozonskog sloja također može biti ozbiljna opasnost.

Promjena stupova na Sunce, nastala 2001. godine, nije dovela do odspajanja njegovog magnetskog sloja. Hoće li postojati takav scenarij na Zemlji, znanstvenici nisu poznati.

Perturbacija Zemljine magnetosfere: učinci na ljude

U početnoj aproksimaciji, solarna plazma ne doseže magnetosferu. Ali pod određenim uvjetima propusnost plazme je povrijeđena, magnetska školjka je oštećena. Sunčeva plazma i njegova energija prodiru u magnetosferu. Što se tiče brzine dolaska toka energije, postoje tri mogućnosti za odgovor magnetosfere:

1. Mirno stanje magnetosfere - ljuska ne mijenja stanje, jer brzina prijenosa energije je premala ili jednaka količini raspršene energije unutar magnetske sfere.
2. Magnetski substorm. Država koja nastaje kada je brzina dolazne energije veća od brzine stacionarne disipacije, a dio energije isparava iz magnetosfere kroz kanal pod nazivom substorm. Postupak se sastoji u oslobađanju dijela magnetosferske energije. Njezina najsvjetlija izvedba je polarni sjaj. Emisije viška energije mogu se pojaviti s frekvencijom od 3 sata u polarnim područjima obje polutke.
3. Magnetska oluja je proces jakog uzbuđenja polja zbog velike brzine energije koja dolazi izvana. Magnetsko polje podliježe promjenama i na dnu, u području ekvatora.

Magnetsko polje Zemlje tijekom substorm promjene na lokalnoj razini, a tijekom oluja promjene su globalne. U svakom slučaju, ove promjene nisu veće od nekoliko posto, što je znatno manje od umjetnih polja.

Medicina vjeruje da magnetske oluje negativno utječu na zdravlje ljudi. Tijekom tog perioda povećava se broj pacijenata koji pate od kardiovaskularnih patologija, depresije i drugih neuropsihijskih poremećaja.

Velika je uloga Zemljine magnetosfere u svim zemljopisnim procesima na planeti. Ova zaštitna školjka štiti naš planet od mnogih nepovoljnih procesa i utječe na vremenske uvjete. Pod utjecajem promjena u magnetosferi, klimatskim promjenama, životnim oblicima životinja i biljaka i mnogo više promjena na Zemlji.