Stranica 1

Zemljini magnetizam još nije u potpunosti objašnjen. Utvrđeno je samo da je velika uloga u promjeni magnetsko polje Zemlju igraju razne električne struje koje teku u atmosferi (naročito u njenim gornjim slojevima) iu zemljinoj kori.  

Zemaljski magnetizam) i elektricitet usko povezan s njim.  

Zemaljski magnetizam je takođe stalna pojava. Poznato je da se magnetni polovi kreću. Svakih 5 - 10 godina moramo ponovo kompajlirati karte magnetne deklinacije. Ako je izvor magnetizma u jezgri planete, ona je nemirna i odražava se u životu zemljine površine.  

Elementi Zemljinog magnetizma doživljavaju privremene varijacije - promjene u magnetskoj aktivnosti, koje se nazivaju magnetski poremećaji ili mandatne oluje. Ove varijacije su povezane i s povećanjem broja sunčevih pjega i sunčevih baklji.  

Sila zemaljskog magnetizma (T, F) je sila koja tjera magnetnu iglu da zauzme određeni smjer u svakoj tački na globusu.  

Elementi zemaljskog magnetizma: T - vektor jačine magnetnog polja; H - horizontalna komponenta polja; ugao D - magnetna deklinacija; ugao / - magnetni nagib.  

Elementi zemaljskog magnetizma: T - vektor jačine magnetnog polja; Ja sam horizontalna komponenta polja; ugao D - magnetna deklinacija; ugao / - magnetni nagib.  

Proučavanje zemaljskog magnetizma i gravitacije u Kursk provincija pokazao 1 da u području magnetske anomalije postoji anomalno gravitacijsko polje.  

Homopolarna teorija terestričkog magnetizma kaže da se u konvekcijskim strujama rastaljenog gvožđa koje se kreću u jezgru Zemlje pod uticajem magnetnog polja planete, struja, što zauzvrat podržava ovo polje. Dedal vidi postojanje ovih struja kao ključ rješenja energetski problem- samo trebate spustiti elektrode dovoljno duboko da se spoje na duboke struje. Dubina konvencionalnog bušenja ograničena je na nekoliko kilometara. Dedal, međutim, podsjeća da su stijene zapravo plastične i zemlja je u hidrostatskoj ravnoteži. Zbog toga su podzemna naftna polja pod pritiskom, a da bi to nadoknadili, proizvođači nafte moraju pumpati tešku glinenu otopinu u bunare. Pretpostavimo, kaže Dedal, da napunimo bunar od deset kilometara ne glinenim rastvorom, već mnogo gušćom tečnošću, recimo, živom.  

Zaposlenici Instituta za zemaljski magnetizam, jonosferu i širenje radio talasa Akademije nauka SSSR, Moskovskog državnog univerziteta i Instituta za fiziku Zemlje i atmosfere Turkmenske akademije nauka organizovali su naučni eksperiment na poligonu koji pokriva Kaspijsko more od Krasnovodska do Bakua.  

U Institutu za zemaljski magnetizam, jonosferu i širenje radio talasa Akademije nauka SSSR-a (IZMIRAN), A. N. Kozlov i S. E. Sinelnikova su prije nekoliko godina kreirali MON, čiji je senzor koristio parove alkalni metal cezijum.  

Nije potrebno određivati ​​veličinu horizontalne komponente terestričkog magnetizma I, pod uslovom da ostane konstantna tokom eksperimenta.  

Pitanje porijekla zemaljskog magnetizma bilo je toliko dugo u beznadežnom stanju, toliko je bio broj neuspjeli pokusaji riješiti ovaj problem, koji je među naučnicima postao običaj da ga nazivaju tipičan primjer beznadežna naučna konfuzija. Zemlja u odnosu na njene vanjske slojeve. Bullard je oživio svoju hipotezu, razvio je kvantitativno, matematički, i sada ima razloga vjerovati da je hipoteza konačno riješila ovaj težak problem.  

Naše znanje o Zemljinom magnetizmu izvedeno je iz proučavanja distribucije magnetne sile na zemljinoj površini u bilo kojem trenutku, kao i iz proučavanja promjena koje se dešavaju u ovoj distribuciji u različito vrijeme.  

zemaljski magnetizam, geomagnetizam, magnetno polje Zemlje i oko Zemlje; grana geofizike koja proučava distribuciju u prostoru i promjene tokom vremena geomagnetno polje, kao i srodni geofizički procesi u Zemlji i gornjim slojevima atmosfere.

U svakoj tački u prostoru, geomagnetno polje karakteriše vektor jačine T,čiju veličinu i smjer određuju 3 komponente X, Y, Z(sjeverna, istočna i vertikalna) u pravougaoni sistem koordinate ( pirinač. 1 ) ili 3 elementa Z. m.: horizontalna komponenta napetosti N, magnetna deklinacija D (ugao između N i ravan geografskog meridijana) i magnetni nagib I(ugao između T i horizontalna ravan).

Zemljina Zemlja je uzrokovana djelovanjem stalnih izvora koji se nalaze unutar Zemlje i doživljavaju samo spore svjetovne promjene (varijacije), te vanjski (varijabilni) izvori smješteni u Zemljina magnetosfera I jonosfera . Shodno tome, pravi se razlika između glavnog (glavnog, ~99%) i promjenjivog (~1%) geomagnetnih polja.

Glavno (konstantno) geomagnetno polje. Za proučavanje prostorne distribucije glavnog geomagnetskog polja, vrijednosti mjerene na različitim lokacijama H, D, I staviti na mape ( magnetne kartice ) i povežite tačke linijama jednake vrijednosti elementi. Takve linije se shodno tome nazivaju izodinamika, izogoni, izoklinama. linija (izoklina) I= 0, tj. magnetni ekvator se ne poklapa sa geografskim ekvatorom. Sa povećanjem geografske širine vrijednost I povećava na 90° in magnetni polovi. Puna napetost T (pirinač. 2 ) od ekvatora do pola raste sa 33,4 na 55,7 auto(od 0,42 do 0,70 oe). Koordinate sjevernog magnetskog pola 1970. godine: geografska dužina 101,5° W. geografska dužina (zapadna geografska dužina), geografska širina 75,7° sjeverno. geografska širina (sjeverna širina); južni magnetni pol: geografska dužina 140,3° E. geografska dužina (istočna geografska dužina), geografska širina 65,5° južno. geografska širina (južna geografska širina) Složena slika distribucije geomagnetskog polja u prvoj aproksimaciji može se predstaviti poljem dipoli (ekscentrično, pomaknuto od centra Zemlje za približno 436 km) ili homogena magnetizirana kugla, čiji je magnetni moment usmjeren pod uglom od 11,5° prema osi rotacije Zemlje. Geomagnetski polovi (polovi uniformno magnetizirane lopte) i magnetni polovi određuju sistem geomagnetskih koordinata (geomagnetska širina, geomagnetski meridijan, geomagnetski ekvator) i magnetnih koordinata (magnetska širina, magnetni meridijan). Odstupanja stvarne distribucije geomagnetskog polja od dipola (normala) nazivaju se magnetne anomalije. U zavisnosti od intenziteta i veličine okupiranog područja, razlikuju se globalne anomalije dubokog porijekla, na primjer, istočnosibirske, brazilske itd., kao i regionalne i lokalne anomalije. Ovo posljednje može biti uzrokovano, na primjer, neravnomjernom raspodjelom feromagnetnih minerala u zemljinoj kori. Utjecaj globalnih anomalija pogađa do visine od ~0,5 R 3 iznad površine Zemlje ( R 3 - poluprečnik Zemlje). Glavno geomagnetno polje ima dipolni karakter do visine od ~3 R 3.

Doživljava vekovima duge varijacije koje nisu iste širom sveta. Na mjestima najintenzivnijih sekularnih varijacija varijacije dostižu 150g godišnje (1g = 10 -5 oe). Postoji i sistematski drift magnetnih anomalija prema zapadu brzinom od oko 0,2° godišnje i promjena veličine i smjera Zemljinog magnetnog momenta brzinom od ~20 g godišnje. Zbog sekularnih varijacija i nedovoljnog poznavanja geomagnetskog polja na velikim područjima (okeani i polarni regioni), postoji potreba za ponovnim sastavljanjem magnetnih karata. U tu svrhu se širom svijeta provode magnetska istraživanja na kopnu, u okeanima (na nemagnetnim brodovima), u vazdušni prostor (aeromagnetno snimanje ) iu svemiru (koristeći umjetni sateliti Zemlja). Za merenja koristite: kompas magnetno, teodolit magnetne, magnetske vage, inclinator, magnetometar, aeromagnetometar i drugih uređaja. Proučavanje pejzaža i sastavljanje karata svih njegovih elemenata igra ulogu važnu ulogu za pomorsku i zračnu plovidbu, geodeziju, geodetske poslove.

Proučavanje geomagnetskog polja prošlih era provodi se korištenjem preostale magnetizacije stijena (vidi. Paleomagnetizam ), i za istorijski period- magnetizacijom proizvoda od pečene gline (cigle, keramičko posuđe itd.). Paleomagnetska istraživanja pokazuju da je smjer glavnog magnetnog polja Zemlje bio obrnut mnogo puta u prošlosti. Posljednja takva promjena dogodila se prije oko 0,7 miliona godina.

A. D. Shevnin.

Poreklo glavnog geomagnetnog polja. Mnogo toga je izneseno kako bi se objasnilo porijeklo geomagnetskog polja u pozadini. razne hipoteze, uključujući čak i hipoteze o postojanju fundamentalnog zakona prirode, prema kojem svako rotirajuće tijelo ima magnetni moment. Učinjeni su pokušaji da se osnovno geomagnetno polje objasni prisustvom feromagnetnih materijala u Zemljinoj kori ili jezgru; pokret električnih naboja koji učestvujući u dnevna rotacija Zemlja stvara električnu struju; prisustvo u Zemljinom jezgru struja uzrokovanih termoelektromotornom silom na granici jezgra i plašta itd. i, konačno, djelovanje takozvanog hidromagnetnog dinamo u tečnom metalnom jezgru Zemlje. Savremeni podaci o sekularnim varijacijama i višestrukim promjenama polariteta geomagnetskog polja na zadovoljavajući način se objašnjavaju samo hipotezom o hidromagnetnom dinamu (HD). Prema ovoj hipotezi, u električno vodljivoj tečnoj jezgri Zemlje mogu se pojaviti prilično složena i intenzivna kretanja, koja dovode do samopobude magnetnog polja, slično kao što se struja i magnetsko polje generiraju u samopobuđenom dinamu. Djelovanje GD se zasniva na elektromagnetna indukcija u pokretnom mediju, koji u svom kretanju prelazi dalekovodi magnetsko polje.

HD istraživanje je zasnovano na magnetna hidrodinamika. Ako smatramo da je brzina kretanja materije u tečnom jezgru Zemlje data, onda možemo dokazati fundamentalnu mogućnost stvaranja magnetnog polja tokom kretanja. razne vrste, stacionarni i nestacionarni, regularni i turbulentni. Prosečno magnetno polje u jezgru se može predstaviti kao zbir dve komponente – toroidnog polja IN j i polja VR,čije linije polja leže u meridijanskim ravnima ( pirinač. 3 ). Toroidalne linije magnetnog polja IN j su zaključani unutar Zemljinog jezgra i ne izlaze van. Prema najčešćoj shemi zemaljskog GD, polje B j je stotine puta jače od polja koje prodire van iz jezgra U str, koji ima pretežno dipolni izgled. Nehomogena rotacija električno provodljivog fluida u Zemljinom jezgru deformiše linije polja U str i od njih formira linije polja IN(. Zauzvrat, polje U str nastaje zbog induktivne interakcije kretanja na kompleksan način provodni fluid sa poljem IN j. Da bi se osiguralo stvaranje polja U str od IN j Pokreti fluida ne bi trebali biti osi simetrični. Za ostalo, kao što je prikazano kinetička teorija GD, pokreti mogu biti vrlo raznoliki. Pokreti provodnog fluida nastaju tokom procesa generisanja, pored polja U str, kao i druga polja koja se polako mijenjaju, koja, prodirući prema van iz jezgre, uzrokuju sekularne varijacije u glavnom geomagnetskom polju.

Opća teorija GD, koji proučava i nastanak polja i "motor" zemaljskog GD-a, odnosno porijeklo pokreta, još uvijek je u početna faza razvoj, a mnogo je još hipotetičko. Arhimedove sile, uzrokovane nehomogenostima male gustine u jezgru, navode se kao razlozi koji dovode do pomeranja, a sile inercije.

Prvo se može povezati ili s oslobađanjem topline u jezgru i toplinskim širenjem tekućine (toplinsko konvekcija ), ili sa heterogenošću u sastavu jezgre zbog oslobađanja nečistoća na njegovim granicama. Ovo posljednje može biti uzrokovano ubrzanjem zbog precesija zemljine ose. Blizina geomagnetnog polja polju dipola sa osom skoro paralelnom sa osom rotacije Zemlje ukazuje na zatvoriti vezu između rotacije Zemlje i nastanka Zemlje Coriolisova sila, ko može da igra značajnu ulogu u Zemljinom GD mehanizmu. Zavisnost veličine geomagnetskog polja o intenzitetu kretanja materije u zemaljsko jezgro složena i još nedovoljno proučena. Prema paleomagnetskim studijama, veličina geomagnetskog polja fluktuira, ali u prosjeku, u smislu reda veličine, ostaje nepromijenjena dugo vremena - reda stotine miliona godina.

Funkcionisanje geodinamike Zemlje povezano je s mnogim procesima u jezgri i plaštu Zemlje, stoga je proučavanje glavnog geomagnetskog polja i geodinamike Zemlje bitan dio cjelokupnog kompleksa geofizičkih istraživanja. unutrašnja struktura i razvoj Zemlje.

S. I. Braginsky.

Varijabilno geomagnetno polje. Mjerenja obavljena na satelitima i raketama pokazala su interakciju plazme solarni vetar sa geomagnetnim poljem dovodi do narušavanja dipolne strukture polja sa udaljenosti od ~3 Rz od centra Zemlje. Sunčev vjetar lokalizira geomagnetno polje u ograničenom volumenu prostora blizu Zemlje – Zemljinoj magnetosferi, dok je na granici magnetosfere dinamički pritisak solarnog vjetra uravnotežen pritiskom magnetnog polja Zemlje. Sunčev vjetar sabija magnetno polje Zemlje sa dnevne strane i prenosi linije geomagnetnog polja polarnih područja na noćnu stranu, formirajući magnetni rep Zemlje blizu ravni ekliptike dužine od najmanje 5 miliona km. km(cm. pirinač. u člancima zemlja I Zemljina magnetosfera ). Približno dipolno područje polja sa zatvorenim linijama polja (unutrašnja magnetosfera) je magnetna zamka za nabijene čestice plazme blizu Zemlje (vidi Sl. Zemljini radijacioni pojasevi ).

Strujanje plazme solarnog vetra oko magnetosfere sa promenljivom gustinom i brzinom naelektrisanih čestica, kao i probijanje čestica u magnetosferu, dovode do promene intenziteta sistema. električne struje u magnetosferi i jonosferi Zemlje. Aktuelni sistemi zauzvrat izazivaju oscilacije geomagnetnog polja u prostoru blizu Zemlje i na površini Zemlje u širokom rasponu frekvencija (od 10 -5 do 10 2 Hz) i amplitude (od 10 -3 do 10 -7 uh). Fotografska registracija kontinuiranih promjena geomagnetnog polja vrši se u magnetnim opservatorijama korištenjem magnetografi. IN mirno vreme u niskim i srednjim geografskim širinama primećuju se periodični solarno-dnevni i lunarno-dnevni periodi magnetne varijacije With amplitude od 30-70g i 1-5g, respektivno. Ostale su uočene nepravilne fluktuacije polja raznih oblika a amplitude se nazivaju magnetski poremećaji, među kojima postoji nekoliko vrsta magnetnih varijacija.

Magnetni poremećaji koji pokrivaju cijelu Zemlju i traju od jednog ( pirinač. 4 ) do nekoliko dana, nazivaju se svjetskim magnetne oluje, tokom kojih amplituda pojedinih komponenti može premašiti 1000g. Magnetna oluja je jedna od manifestacija jakih poremećaja magnetosfere koji nastaju pri promjeni parametara sunčevog vjetra, posebno brzine njegovih čestica i normalne komponente međuplanetarnog magnetskog polja u odnosu na ravan ekliptike. Snažni poremećaji magnetosfere praćeni su pojavom u gornjim slojevima Zemljine atmosfere aurore, jonosferskih poremećaja, rendgenskog i niskofrekventnog zračenja.

Praktične primjene fenomeni Z. m. Pod uticajem geomagnetnog polja, magnetna igla se nalazi u ravni magnetnog meridijana. Ovaj fenomen se od davnina koristio za orijentaciju terena, ucrtavanje kursa brodova na otvorenom moru, u geodetskoj i geodetskoj praksi, u vojnom poslovanju itd. (cm. Kompas, Kompas ).

Proučavanje lokalnih magnetskih anomalija omogućava prije svega otkrivanje minerala željezna ruda(cm. Magnetno istraživanje ), te u kombinaciji s drugim geofizičkim metodama istraživanja - utvrditi njihovu lokaciju i rezerve. Široka upotreba dobio magnetoteluričku metodu za sondiranje unutrašnjosti Zemlje, u kojoj se iz polja magnetne oluje izračunava električna provodljivost unutrašnjih slojeva Zemlje, a zatim se procjenjuju tlak i temperatura koji tamo postoje.

Jedan od izvora informacija o gornjim slojevima atmosfere su geomagnetske varijacije. Magnetni poremećaji, povezani, na primjer, s magnetskom olujom, nastaju nekoliko sati ranije nego što se pod njenim utjecajem javljaju promjene u jonosferi koje ometaju radio komunikaciju. Ovo vam omogućava da uradite magnetne prognoze neophodno za osiguranje neprekidne radio komunikacije (radio vremenske prognoze). Geomagnetski podaci služe i za predviđanje radijacijske situacije u svemiru blizu Zemlje tokom svemirskih letova.

Konstantnost geomagnetnog polja do visina od nekoliko Zemljinih radijusa koristi se za orijentaciju i manevar svemirski brod.

Geomagnetno polje utiče na žive organizme, biljni svijet i čovek. Na primjer, tokom perioda magnetnih oluja broj od kardiovaskularne bolesti, pogoršava se stanje pacijenata koji boluju od hipertenzije itd. Character Study elektromagnetni uticaj na žive organizme jedan je od novih i obećavajućim pravcima biologija.

A. D. Shevnin.

Lit.: Yanovsky B. M., Zemaljski magnetizam, vol. 1-2, L., 1963-64; nego, Razvoj rada na geomagnetizmu u SSSR-u tokom godina Sovjetska vlast. „Izv. AN (Akademija nauka) SSSR, Fizika Zemlje”, 1967, br. 11, str. 54; Priručnik o naizmjeničnom magnetnom polju SSSR-a, L., 1954; Prostor blizu Zemlje. Referentni podaci, preveden (prevod) sa engleskog (engleskog), M., 1966; Sadašnjost i prošlost Zemljinog magnetnog polja, M., 1965; Braginsky S.I., O osnovama teorije Zemljinog hidromagnetnog dinamo, "Geomagnetizam i aeronomija", 1967, vol. 3, str. 401; Solarno-terestrična fizika, M., 1968.

Rice. 4. Magnetogram na kojem je zabilježena mala magnetna oluja: H 0, D 0, Z 0 - početak odgovarajuće komponente Zemljinog magnetizma; Strelice pokazuju smjer reference.

Rice. 2. Karta ukupne jačine geomagnetnog polja (u erstedima) za epohu 1965. godine; crni krugovi - magnetni polovi (M.P.). Karta prikazuje svjetske magnetne anomalije: brazilsku (B.A.) i istočnosibirsku (E.-S.A.).

Rice. 3. Šema magnetnih polja u hidromagnetnom dinamu Zemlje: NS - osa rotacije Zemlje: V r - polje blisko polju dipola usmjereno duž ose rotacije Zemlje; B j je toroidno polje (reda stotina gausa), zatvoreno unutar Zemljinog jezgra.

Zemlja ima magnetno polje, koje se jasno manifestuje u njegovom uticaju na magnetnu iglu. Slobodno visi u prostoru, magnetna igla je instalirana bilo gdje u smjeru magnetskih linija sile koje konvergiraju na magnetnim polovima.
Zemljini magnetski polovi se ne poklapaju sa geografskim i polako mijenjaju svoju lokaciju. IN sadašnjem periodu geografske koordinate magnetni polovi su sledeći: na severnoj hemisferi - 72° N. w. i 96° W. d., na južnoj hemisferi - 70° J. w. i 150° E. d. Linije sile koje idu od jednog do drugog magnetnog pola. magnetni meridijani ne poklapaju se u smjeru s geografskim meridijanima, a igla magnetnog kompasa ne pokazuje striktno smjer sjever-jug. Ugao između magnetskog i geografskog meridijana naziva se ugao magnetna deklinacija ili magnetna deklinacija. Deklinacija je istočna (pozitivna) i zapadna (negativna). U prvom slučaju, strelica odstupa istočno od geografskog meridijana, u drugom - zapadno od njega. Linije koje spajaju tačke sa istom deklinacijom - izogoni. Izogoni povezuju točke s nultom deklinacijom i tzv linije agonije, dijele Zemlju na područje istočne i zapadne deklinacije. Agonične linije imaju složenog oblika(vidi kartu 23).

Slobodno viseća magnetna igla održava horizontalni položaj samo na liniji magnetni ekvator. Sjeverno od ove linije, sjeverni kraj magnetne igle pada, i što je više, to je kraća udaljenost do magnetnog pola. Na magnetnom polu sjeverne hemisfere, igla postaje okomita, sa sjevernim krajem prema dolje. Naprotiv, južno od magnetskog ekvatora, južni kraj magnetne igle se naginje prema dolje. Ugao koji formira magnetna igla sa horizontalnoj ravni, naziva se ugao magnetske inklinacije ili magnetni nagib. Magnetni nagib može biti sjeverni ili južni, varira od 0° na magnetskom ekvatoru do 90° na magnetnim polovima. Linije koje spajaju tačke sa istim nagibom su izoklinama.
Deklinacija i inklinacija karakteriziraju smjer linija magnetskog polja u bilo kojoj tački u datom trenutku.
Jačinu magnetnog polja karakteriše njegova tenzija. Jedinicom intenziteta se uzima intenzitet magnetskog polja u kojem je sila koja djeluje na jedinicu magnetske mase jednaka jednoj dina. Jedinica mjerenja jačine magnetnog polja naziva se ersted (0,00001 oersted - gama). Snaga Zemljinog magnetnog polja je mala: na magnetnom ekvatoru - 0,3-0,5 ersted, na magnetnom polu - 0,6-0,7. Linije jednakog napona magnetskog polja - izodinamika.

Postoje stalna i naizmjenična magnetna polja Zemlje. Konstantno magnetno polje zbog magnetizma same planete. Magnetne karte daju predstavu o stanju stalnog magnetnog polja Zemlje. Ali kako se svi elementi zemaljskog magnetizma (deklinacija, inklinacija, intenzitet) mijenjaju kontinuirano, iako vrlo sporo, karte zadržavaju potrebnu tačnost samo nekoliko godina. Obično se magnetna kartica datira na sredinu godine koja se završava na 0 ili 5, na primjer 1. jul 1950., 1955., 1960., 1965. itd. Petogodišnji period za koji magnetna kartica važi naziva se magnetna epoha. Sada je era 1965. Na osnovu analize magnetnih karata napravljenih za određenu eru, sastavljaju se tablice korekcija za konstantno magnetno polje za budućnost.
Postojeća distribucija elemenata zemaljskog magnetizma omogućava nam da zaključimo da je konstantno magnetsko polje Zemlje slično magnetskom polju jednoliko magnetizirane sfere. Magnetski polovi takvog polja nazivaju se geo magnetni polovi. Njihove geografske koordinate su 78°32"N i 69°9"W. dužina, 78°32" S. i 110°52" E. d.
Magnetne anomalije manifestiraju se u odstupanjima vrijednosti elemenata zemaljskog magnetizma od njihove prosječne vrijednosti za dato mjesto. Magnetne anomalije koje pokrivaju ogromna područja nazivaju se regionalne, za razliku od lokalnih (lokalnih), koje zauzimaju područje od nekoliko desetina do nekoliko desetina hiljada kvadratnih kilometara. Primjer regionalne magnetske anomalije je istočnosibirska. Na ogromnoj teritoriji Istočni Sibir Uočena je zapadna deklinacija umjesto istočne. Magnetno polje ove anomalije opada vrlo sporo s visinom. To znači da su regionalne anomalije uzrokovane procesima koji se odvijaju duboko u Zemlji, možda u Zemljinom jezgru.
Primjer lokalne anomalije može biti Kurska magnetna anomalija, koja stvara napon magnetskog polja 5 puta veći od prosječnog napona Zemljinog magnetnog polja. Anomalija se očituje u promjenama deklinacije od 0 do 180° i inklinacije od 40 do 80°. Lokalne anomalije su uzrokovane prisustvom u gornjim slojevima zemljine kore nalazišta magnetnih stena i ruda. Sa visinom, magnetno polje takvih anomalija opada relativno brzo.
Postojanje Zemljinog stalnog magnetnog polja objašnjava se vrtložnim električnim valovima koji nastaju u Zemljinom jezgru (u njenom vanjskom dijelu) zbog neprekidnog kretanja nabijenih elektrona koji opisuju krugove i petlje. Promjene u prirodi ovih kretanja uzrokuju spore promjene u trajnom magnetskom polju Zemlje – njene sekularne fluktuacije.
Varijabilna Magnetno polje čini samo 6% ukupne jačine Zemljinog magnetnog polja. To je uzrokovano kretanjem električno nabijenih čestica u zemljinoj atmosferi i, takoreći, postavljeno je na konstantno magnetsko polje. Na pozadini tihog magnetskog polja nastaju pojedinačne oscilacije - varijacije. Postoje godišnje varijacije uzrokovane sezonskim kretanjima zemljina atmosfera, dnevne varijacije povezane sa promjenom dana i noći, lunarne varijacije koje su rezultat plime i oseke u atmosferi. Varijacije sa periodom od 5 do 100 sekundi. i zvane pulsacije, još nemaju objašnjenje.
Magnetne oluje- posebno jaki poremećaji magnetnog polja, koji se manifestuju u brzom odstupanju magnetne igle od normalnog položaja. Magnetne oluje su uzrokovane bakljima na Suncu i pratećim prodorom korpuskularnih tokova u Zemlju i njenu atmosferu. 23. februara 1956. dogodila se eksplozija na Suncu koja je trajala nekoliko minuta, a na Zemlju je izbila magnetna oluja, zbog čega je rad radio stanica bio poremećen na 2 sata, prekooceanski telefonski kabl je bio u kvaru za neko vrijeme, itd. Posebno jake magnetne oluje nastaju ako korpuskularni tok pokriva cijelu Zemlju, manje jake magnetske oluje su uzrokovane tokovima koji prolaze pored Zemlje.
Zemljino magnetsko polje se proteže do visine od 90.000 km. Do visine od 44.000 km, veličina Zemljinog magnetnog polja opada u obrnutoj proporciji sa kubom udaljenosti od Zemljine površine. U sloju od 44.000 do 80.000 km, magnetsko polje je nestabilno, u njemu se stalno javljaju oštre fluktuacije. Iznad 80.000 km, intenzitet magnetnog polja brzo opada, poprimajući vrijednost koja se zadržava u međuplanetarnom prostoru. Na udaljenosti od 90.000 km od Zemljine površine, magnetsko polje gubi sposobnost da privlači (hvata) nabijene čestice. Predlaže se da se ova granica smatra gornjom granicom plinska školjka Zemlja.
Magnituda Zemljinog magnetnog polja stotinama je puta manja, na primjer, od magnitude magnetskog polja koje nastaje u blizini običnog potkovičastog magneta. Ali Zemljino magnetsko polje ima ogroman volumen, a budući da je energija magnetnog polja proporcionalna zapremini polja, njegov utjecaj na procese koji se odvijaju na Zemlji je vrlo velik. Zemljino magnetsko polje ili odbija ili hvata nabijene čestice koje lete sa Sunca ili proizvode kosmičke zrake u atome i molekule vazduha. Nabijene čestice uhvaćene u obliku Zemljinog magnetnog polja radijacijski pojasevi: donji, ili unutrašnji, i gornji ili spoljašnji.
Unutrašnji radijacijski pojas proteže se od nadmorske visine od 2400 do visine od 5600 km. Sastoji se od protona relativno visokih energija i predstavlja neposrednu opasnost za svemirske letove. Ovaj pojas je relativno stabilan tokom vremena.
Spoljni radijacioni pojas ima maksimalni intenzitet zračenja na visini od 20 hiljada km. U njemu su registrovani i protoni i elektroni. Ovaj pojas nije stabilan tokom vremena; solarna aktivnost. Vanjski pojas ne predstavlja neposrednu opasnost za svemirske letove. Rezultati letova svemirskih raketa daju razlog za pretpostavku o postojanju trećeg, vrlo nestabilnog pojasa nabijenih čestica, nazvanog " kružna struja"i nalazi se na nadmorskoj visini od 45-60 hiljada km.
Celokupna oblast svemira blizu Zemlje u kojoj se nalaze naelektrisane čestice zarobljene Zemljinim magnetnim poljem naziva se magnetosfera. Magnetosfera je prilično jasno ograničena magnetopauzom. Pod uticajem sunčevog vetra ima ovalni oblik.
Čestica uhvaćena u Zemljinom magnetskom sloju, rotirajući spiralno oko linije magnetnog polja, kreće se od jedne hemisfere do druge i nazad, pomičući se na istok (protoni) ili zapad (elektroni). Kretanje nabijene čestice se nastavlja sve dok ne izgubi naboj zbog sudara s molekulima zraka. On bliske prostorije Samo čestice visoke energije prodiru do Zemlje i stvaraju auroras, ocrtavajući područje gdje završavaju putanje nabijenih čestica koje ulaze u atmosferu. Auroras najčešće se javljaju u zoni koja okružuje Zemlju na udaljenosti od približno 23° od geomagnetnih polova. Polarna svjetla su obično praćena magnetne oluje.
Utjecaj magnetnog polja odražava se na sve procese koji se dešavaju na Zemlji, ali mehanizam i stepen tog utjecaja još uvijek nisu dovoljno proučeni.
Prema stručnjacima koji proučavaju magnetizaciju drevnih stijena, smjer linija magnetnog polja tokom geološka istorija Zemlja se mijenjala. To znači da se promijenio smjer kružnih struja u Zemljinom jezgru. Promjena, a možda i privremeni prestanak ovih struja trebao bi uzrokovati promjenu i privremeni nestanak magnetnih linija sile, a samim tim i "zamke" nabijenih čestica koje idu na Zemlju i formiraju radijacijske pojaseve. U takvim periodima kosmičko zračenje će doći do površine Zemlje, a to će značajno uticati na procese koji se dešavaju u geografska omotnica, a prije svega na procese koji se odvijaju u živoj tvari.

§ 15. Zemaljski magnetizam i njegovi elementi. Magnetne kartice

Prostor u kojem djeluju Zemljine magnetske sile naziva se Zemljino magnetsko polje. Općenito je prihvaćeno da linije magnetnog polja Zemljinog polja izlaze iz južnog magnetnog pola i konvergiraju na sjevernom, formirajući zatvorene krivulje.

Položaj magnetnih polova ne ostaje nepromijenjen, njihove koordinate se polako mijenjaju. Približne koordinate magnetnih polova 1950. godine bile su sljedeće:

Sjeverni - φ ~ 76°N; L ~ 96°W;

Jug - φ ~ 75°S; L ~ 150° O st.

Zemljina magnetska osa je prava linija koja spaja magnetne polove, prolazi izvan centra Zemlje i čini približno ugao od oko 1G.5 sa svojom osom rotacije.

Jačinu Zemljinog magnetnog polja karakterizira vektor intenziteta T, koji je u bilo kojoj tački Zemljinog magnetskog polja usmjeren tangentno na linije sile. Na sl. 18 sila Zemljinog magnetizma u tački A prikazana je veličinom i smjerom vektora AF. Vertikalna ravan NmAZF, u kojoj se nalazi vektor AF, a samim tim i os slobodno viseće magnetne igle, naziva se ravni magnetnog meridijana. Ova ravan čini ugao RAS sa ravninom pravog meridijana NuAZM, koji se zove magnetna deklinacija i označeno slovom d.

Rice. 18.

Magnetna deklinacija d se mjeri od sjevernog dijela pravog meridijana prema istoku i zapadu od 0 do 180°. Istočnoj magnetnoj deklinaciji je dodijeljen znak plus, a zapadnoj magnetnoj deklinaciji je dodijeljen znak minus. Na primjer: d=+4°, 6 ili d = -11°,0.

Ugao NmAF koji formira vektor AF sa ravninom pravog horizonta NuAH naziva se magnetni nagib i označen je slovom v.

Magnetni nagib se mjeri od horizontalne ravnine prema dolje od 0 do 90° i smatra se pozitivnim ako je sjeverni kraj magnetne igle spušten, a negativnim ako je južni kraj spušten.

Na Zemljinoj površini formiraju se tačke na koje je vektor T usmjeren horizontalno zatvorena linija, dvaput prešavši geografski ekvator i pozvao magnetni ekvator. Ukupna sila terestričkog magnetizma - vektor T - može se razložiti na horizontalne H i vertikalne Z komponente u ravni magnetskog meridijana. Od sl. 18 imamo:

H = TcosO, Z=TsinO ili Z = HtgO.

Količine d, H, Z i O koje određuju Zemljino magnetsko polje u datoj tački nazivaju se elementi zemaljskog magnetizma.

Raspodjela elemenata zemaljskog magnetizma po površini globusa obično se prikazuje na posebnim kartama u obliku zakrivljenih linija koje povezuju točke s istom vrijednošću jednog ili drugog elementa. Takve linije se nazivaju izolinije. Jednake krive magnetne deklinacije - izogoni staviti izogone na karte (slika 19); krive koje spajaju tačke sa jednakim magnetnim naponom nazivaju se izodina, ili izodinamika. Krive koje spajaju tačke jednakog magnetnog nagiba - izokline, iscrtati izokline na kartama.

Rice. 19.

Magnetna deklinacija - većina važan element za navigaciju, dakle, pored posebnih magnetnih karata, naznačeno je na navigacijskim morskim kartama, na kojima pišu, na primjer, ovako: „Skl. k. 16°.5 W.”

Svi elementi Zemljinog magnetizma u bilo kojoj tački na zemljinoj površini podložni su promjenama koje se nazivaju varijacije. Promjene u elementima zemaljskog magnetizma dijele se na periodične i neperiodične (ili poremećaje).

Periodične promjene uključuju sekularne, godišnje (sezonske) i dnevne promjene. Od toga su dnevne i godišnje varijacije male i ne uzimaju se u obzir za navigaciju. Stoljetne varijacije predstavljaju složena pojava sa periodom od nekoliko vekova. Veličina sekularne promjene magnetne deklinacije varira za razne tačke zemljine površine u rasponu od 0 do 0,2-0°.3 godišnje. Stoga se na nautičkim kartama magnetna deklinacija kompasa smanjuje na određenu godinu, što ukazuje na iznos godišnjeg povećanja ili smanjenja.

Da biste deklinaciju prilagodili godini navigacije, trebate izračunati njegovu promjenu u proteklom vremenu i iskoristiti rezultirajuću korekciju za povećanje ili smanjenje deklinacije naznačene na karti u području navigacije.

Primjer 18. Putovanje se odvija 1968. Deklinacija kompasa, uzeta sa karte, d = 11°, 5 O st je data za 1960. Godišnji porast deklinacije je 5". Smanjite deklinaciju na 1968.

Rješenje. Vremenski period od 1968. do 1960. godine je osam godina; promjena Ad = 8 x 5 = 40" ~0°.7. Deklinacija kompasa 1968. d = 11°.5 + 0°.7 = - 12°, 2 O st

Iznenadne kratkotrajne promjene elemenata Zemljinog magnetizma (poremećaji) nazivaju se magnetske oluje, čiju pojavu određuju sjeverna svjetlost i broj sunčevih pjega. Istovremeno, promjene u deklinaciji se uočavaju u umjerenim geografskim širinama do 7°, au polarnim područjima - do 50°.

U nekim područjima zemljine površine, deklinacija se oštro razlikuje po veličini i predznaku od svojih vrijednosti u susjednim točkama. Ova pojava se naziva magnetna anomalija. Morske karte pokazuju granice područja magnetskih anomalija. Kada plovite u ovim područjima, morate obratiti posebnu pažnju na rad magnetni kompas, jer je tačnost rada narušena.

Naš zemlja- peti po veličini među devet planeta koje kruže u svojim orbitama oko Sunca, najbliže zvijezde. Svake sekunde Zemlja pređe oko 30 km, i puni okret putuje oko Sunca u roku od godinu dana. Osim toga, Zemlja rotira oko svoje ose poput vrha, čineći punu rotaciju za 24 sata. Zemlja nije savršena sfera. Njegov prečnik je 12.756 km na ekvatoru (konvencionalna linija koja deli globus na severni i Južna hemisfera) i 12714 km na polovima. Obim Zemlje na ekvatoru je 40.075 km.

Mjesec- Zemljin najbliži kosmički sused. Njegov prečnik je otprilike četiri puta manji od prečnika Zemlje i jednak je 3475 km. Kamenje, koji čine Mjesec, manje su gustoće od onih na Zemlji, tako da je Mjesec teži 8 puta manji od Zemlje.

Zemlja je treća planeta od Sunca i sastoji se prvenstveno od kamenih stijena.

“Upitnik” naše planete, odnosno šta definitivno znamo o Zemlji

Danas čvrsto znamo o planeti na kojoj živi čovečanstvo, da ona prosječni radijus iznosi 6371 km. Međutim, u ravnini ekvatora nešto je veće - oko 6378 km, a udaljenost od središta Zemlje do pola je manja, gotovo 6357 km.

Površina Zemlje iznosi 510 miliona km2, od čega je 71% ocean, a ostatak kopno. Možda bi bilo ispravnije našu planetu nazvati okeanom, jer na Zemlji ima mnogo manje kopna?

Zapremina globusa je označena brojem kubnih kilometara koji se završava sa dvanaest nula. Svaki kubni metar Materijal koji čini Zemlju u proseku teži nešto više od 5,5 tona Dakle, kada bi neki džin uspeo da postavi planetu na gigantsku skalu, "povukao bi" šest i dvadeset jednu tonu!

Unutrašnjim sastavom planete dominira željezo - skoro 35%; zatim dolazi kiseonik (oko 30%), zatim silicijum (15%) i magnezijum (12%). Ali ovo je u prosjeku.

Tokom 4,6 milijardi godina postojanja Zemlje, gravitacija je nosila teže stijene dublje u zemlju, dok je lakše stijene ostavljala bliže površini. Ovom „razvrstavanju“ je pomogla i vrućina zemaljska crijeva- u samoj sredini Zemlje temperatura je od 5000 do 6000°C. Stoga je tijelo planete postalo heterogeno i fizička svojstva, and by hemijski sastav. U jezgru je jezgro planete; okružena je plaštom, a povrh svega je zemljina kora.

Planeta Zemlja ima svoj magnetizam - okružena je nevidljivim poljem magnetnih sila, koje mi ne osjećamo, ali djeluje na materijale koji sadrže željezo ili neke druge metale. Magnetno polje možete otkriti pomoću kompasa. Igla kompasa je dugačak tanak magnet. U interakciji sa Zemljinim magnetizmom, okreće se i pokazuje na sjever i jug.

1. Magnetne linije sile, 2. Zemlja

Najizraženiji je na sjevernom i južnom magnetnom polu. Tamo su magnetske linije sile usmjerene okomito.

Zemljino magnetsko polje vjerovatno je vođeno silama koje stvara njeno vanjsko jezgro, gvozdena ljuska koja leži oko 2.900 km ispod površine. Pritisak na takvoj dubini je veoma visok, a temperatura prelazi 4000 °C. Na ovoj temperaturi, gvožđe je unutra tečno stanje. Zemljina rotacija uzrokuje da se tokovi rastopljenog željeza vrte poput vadičepa, a njihovo kretanje stvara električnu energiju, koja zauzvrat stvara magnetsko polje koje okružuje globus i štiti nas od visokoenergetskih čestica kojima Sunce bombardira Zemlju. Međutim, neke čestice privlače magnetni polovi, uzrokujući bljeskove na noćnom nebu - auroru.

Magnetno polje se širi u svemir i formira magnetosferu. solarne čestice visoke energije, " sunčani vjetar“, bombardirati magnetosferu i prisiliti je da poprimi oblik u obliku kapi.

Kolosalni tokovi toplotne energije unutar Zemlje i rotacija planete oko svoje ose tjeraju polutečne kamene blokove da se kreću spiralno. Ove spiralne struje pobuđuju električne struje koje stvaraju magnetno polje.