Stranica 1

Zemljin magnetizam još nije u potpunosti objašnjen. Utvrđeno je samo da veliku ulogu u promjeni magnetsko polje Zemlju igraju različite električne struje koje teku u atmosferi (osobito u njezinim gornjim slojevima) iu zemljinoj kori.  

Zemaljski magnetizam) i elektricitet usko povezan s njim.  

Zemljin magnetizam također je stalna pojava. Poznato je da se magnetski polovi pomiču. Svakih 5 - 10 godina moramo ponovno sastaviti karte magnetske deklinacije. Ako je izvor magnetizma u jezgri planeta, on je nemiran i odražava se na život Zemljina površina.  

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

Sila zemaljskog magnetizma (T, F) je sila koja tjera magnetsku iglu da zauzme određeni smjer na svakoj točki na kugli zemaljskoj.  

Elementi terestričkog magnetizma: T - vektor jakosti magnetskog polja; H - horizontalna komponenta polja; kut D - magnetska deklinacija; angle / - magnetska inklinacija.  

Elementi terestričkog magnetizma: T - vektor jakosti magnetskog polja; Ja sam horizontalna komponenta polja; kut D - magnetska deklinacija; angle / - magnetska inklinacija.  

Proučavanje zemaljskog magnetizma i gravitacije u Kurska pokrajina pokazao je 1 da u području magnetske anomalije postoji anomalno gravitacijsko polje.  

Homopolarna teorija zemaljskog magnetizma tvrdi da u konvekcijskim strujama rastaljenog željeza koje se kreće u Zemljinoj jezgri pod utjecajem magnetskog polja planeta, struja, što zauzvrat podržava ovo polje. Daedalus vidi postojanje tih 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. Daedalus, međutim, podsjeća da su stijene zapravo plastične i Zemlja je u hidrostatskoj ravnoteži. Zbog toga su podzemna naftna polja pod pritiskom, a da bi ga nadoknadili, proizvođači nafte moraju pumpati tešku otopinu gline u bušotine. Pretpostavimo, kaže Dedal, da bunar od deset kilometara ne napunimo glinenom otopinom, već mnogo gušćom tekućinom, recimo, živom.  

Zaposlenici Instituta za zemaljski magnetizam, ionosferu i širenje radio valova Akademije znanosti SSSR-a, Moskovskog državnog sveučilišta i Instituta za fiziku Zemlje i atmosfere Akademije znanosti Turkmenske SSR organizirali su znanstveni eksperiment na poligonu koji pokriva Kaspijsko more od Krasnovodska do Bakua.  

U Institutu za zemaljski magnetizam, ionosferu i širenje radio valova Akademije znanosti SSSR-a (IZMIRAN), A. N. Kozlov i S. E. Sinelnikova stvorili su prije nekoliko godina MON, čiji je senzor koristio parove alkalni metal cezij.  

Nema potrebe određivati ​​veličinu vodoravne komponente zemaljskog magnetizma I, pod uvjetom da ona ostane konstantna tijekom eksperimenta.  

Pitanje podrijetla zemaljskog magnetizma bilo je tako dugo u beznadnom stanju, toliko je bio velik broj neuspješni pokušaji riješiti ovaj problem, koji je postao navika među znanstvenicima da ga nazivaju tipičan primjer beznadna znanstvena zbrka. Zemlja u odnosu na svoje vanjske slojeve. Bullard je oživio svoju hipotezu, razvio je kvantitativno, matematički, i sada postoji svaki razlog vjerovati da je hipoteza konačno riješila ovaj težak problem.  

Naše znanje o Zemljinom magnetizmu proizlazi iz proučavanja distribucije magnetske sile preko zemljine površine u bilo kojoj vremenskoj točki, kao i iz proučavanja promjena koje se događaju u ovoj distribuciji u različitim vremenima.  

Zemaljski magnetizam, geomagnetizam, magnetsko polje Zemlje i okozemnog svemira; grana geofizike koja proučava raspodjelu u prostoru i promjene u vremenu geomagnetsko polje, kao i povezani geofizički procesi u Zemlji i gornjoj atmosferi.

U svakoj točki prostora geomagnetsko polje karakterizira vektor jakosti T,čiju veličinu i smjer određuju 3 komponente X, Y, Z(sjeverni, istočni i okomiti) u pravokutni sustav koordinate ( riža. 1 ) ili 3 elementa Z. m.: horizontalna komponenta napetosti N, magnetska deklinacija D (kut između N a ravnina geografskog meridijana) i magnetska inklinacija ja(kut između T i vodoravna ravnina).

Zemljina zemlja je uzrokovana djelovanjem stalnih izvora koji se nalaze unutar Zemlje i doživljavaju samo spore sekularne promjene (varijacije), i vanjskih (promjenjivih) izvora koji se nalaze u Zemljina magnetosfera I ionosfera . Sukladno tome, razlikuju se glavno (glavno, ~99%) i promjenjivo (~1%) geomagnetsko polje.

Glavno (konstantno) geomagnetsko polje. Za proučavanje prostorne distribucije glavnog geomagnetskog polja, vrijednosti su izmjerene na različitim mjestima H, D, ja staviti na karte ( magnetske kartice ) i spojite točke linijama jednake vrijednosti elementi. Takve linije se prema tome nazivaju izodinamika, izogoni, izokline. Linija (izoklina) ja= 0, tj. magnetski ekvator se ne poklapa s geografskim ekvatorom. S povećanjem geografske širine vrijednost ja povećava se na 90° in magnetski polovi. Puna napetost T (riža. 2 ) od ekvatora do pola raste od 33,4 do 55,7 automobil(od 0,42 do 0,70 oe). Koordinate sjevernog magnetskog pola 1970. godine: zemljopisna dužina 101,5° Z. zemljopisna dužina (zapadna dužina), širina 75,7° sjev. zemljopisna širina (sjeverna širina); južni magnetski pol: zemljopisna dužina 140,3° E. zemljopisna dužina (istočna dužina), širina 65,5° juž. zemljopisna širina (južna širina) Složenu sliku raspodjele geomagnetskog polja u prvoj aproksimaciji možemo prikazati poljem dipola (ekscentrično, pomaknuto od središta Zemlje za približno 436 km) ili homogena magnetizirana kugla, čiji je magnetski moment usmjeren pod kutom od 11,5° u odnosu na os rotacije Zemlje. Geomagnetski polovi (polovi jednoliko magnetizirane kuglice) odnosno magnetski polovi definiraju sustav geomagnetskih koordinata (geomagnetska širina, geomagnetski meridijan, geomagnetski ekvator) i magnetskih koordinata (magnetska širina, magnetski meridijan). Odstupanja stvarne raspodjele geomagnetskog polja od dipolne (normalne) nazivaju se magnetske anomalije. Ovisno o intenzitetu i veličini okupiranog područja, razlikuju se globalne anomalije dubokog podrijetla, na primjer, istočnosibirske, brazilske itd., kao i regionalne i lokalne anomalije. Ovo posljednje može biti uzrokovano, primjerice, neravnomjernom raspodjelom feromagnetskih minerala u zemljinoj kori. Utjecaj globalnih anomalija djeluje do visina od ~ 0,5 R 3 iznad površine Zemlje ( R 3 - radijus Zemlje). Glavno geomagnetsko polje ima dipolni karakter do visina od ~3 R 3.

Doživljava stoljetne varijacije koje nisu iste na cijeloj kugli zemaljskoj. Na mjestima najintenzivnije sekularne varijacije, varijacije dosežu 150g godišnje (1g = 10 -5 oe). Također postoji sustavno pomicanje magnetskih anomalija prema zapadu brzinom od oko 0,2° godišnje i promjena u veličini i smjeru Zemljinog magnetskog momenta brzinom od ~20 g godišnje. Zbog sekularnih varijacija i nedovoljnog poznavanja geomagnetskog polja na velikim područjima (oceani i polarni krajevi), javlja se potreba ponovnog sastavljanja magnetskih karata. U tu svrhu provode se svjetska magnetska istraživanja na kopnu, u oceanima (na nemagnetskim brodovima), u zračni prostor (aeromagnetsko istraživanje ) i u svemiru (pomoću umjetni sateliti Zemlja). Za mjerenja koristite: kompas magnetski, teodolit magnetne, magnetske vage, inklinator, magnetometar, aeromagnetometar i druge uređaje. Proučavanje krajolika i sastavljanje karata svih njegovih elemenata igra važnu ulogu važna uloga za pomorsku i zračnu plovidbu, geodeziju, geodeziju.

Proučavanje geomagnetskog polja prošlih razdoblja provodi se pomoću rezidualne magnetizacije stijena (vidi. Paleomagnetizam ), i za povijesno razdoblje- magnetiziranjem proizvoda od pečene gline (cigle, keramičko posuđe i sl.). Paleomagnetske studije pokazuju da je smjer Zemljinog glavnog magnetskog polja bio obrnut mnogo puta u prošlosti. Posljednja takva promjena dogodila se prije otprilike 0,7 milijuna godina.

A. D. Ševnin.

Porijeklo glavnog geomagnetskog polja. Mnogo toga je izneseno kako bi se objasnilo podrijetlo temeljnog geomagnetskog polja. razne hipoteze, uključujući čak i hipoteze o postojanju temeljnog zakona prirode, prema kojem svako rotirajuće tijelo ima magnetski moment. Bilo je pokušaja da se temeljno geomagnetsko polje objasni prisutnošću feromagnetskih materijala u Zemljinoj kori ili jezgri; pokret električni naboji koji sudjelujući u dnevna rotacija Zemlja stvara električnu struju; prisutnost strujanja u Zemljinoj jezgri uzrokovana termoelektromotornom silom na granici jezgre i plašta itd., i, konačno, djelovanje takozvanog hidromagnetskog dinama u jezgri tekućeg metala Zemlje. Suvremeni podaci o sekularnim varijacijama i višestrukim promjenama polariteta geomagnetskog polja mogu se na zadovoljavajući način objasniti samo hipotezom hidromagnetskog dinama (HD). Prema ovoj hipotezi, u električno vodljivoj tekućoj jezgri Zemlje može doći do prilično složenih i intenzivnih kretanja, što dovodi do samopobude magnetskog polja, slično kao što se struja i magnetsko polje stvaraju u samopobudnom dinamu. Djelovanje GD-a temelji se na elektromagnetska indukcija u pokretnom sredstvu, koje u svom kretanju prelazi električni vodovi magnetsko polje.

HD istraživanje temelji se na magnetska hidrodinamika. Ako brzinu kretanja materije u tekućoj jezgri Zemlje smatramo zadanom, tada možemo dokazati temeljnu mogućnost stvaranja magnetskog polja tijekom kretanja različite vrste, stacionarne i nestacionarne, pravilne i turbulentne. Prosječno magnetsko polje u jezgri može se prikazati kao zbroj dviju komponenti - toroidnog polja U j i polja VR,čije silnice polja leže u meridionalnim ravninama ( riža. 3 ). Linije toroidnog magnetskog polja U j su zaključani unutar zemljine jezgre i ne izlaze van. Prema najčešćoj shemi zemaljskog GD, polje B j je stotinama puta jače od polja koje prodire iz jezgre prema van U str, koji ima pretežno dipolni izgled. Nehomogena rotacija elektrovodljive tekućine u Zemljinoj jezgri deformira silnice polja U str i od njih tvori linije polja U(. Zauzvrat, polje U str nastaje zbog induktivne interakcije pokretnog na složen način vodljivi fluid s poljem U j. Kako bi se osiguralo stvaranje polja U str iz U j kretanja tekućine ne bi trebala biti osnosimetrična. Za ostalo, kako je prikazano kinetička teorija GD, pokreti mogu biti vrlo raznoliki. Tijekom procesa generiranja, osim polja, stvaraju se i kretanja vodljivog fluida U str, kao i druga polja koja se polagano mijenjaju, koja, prodirući iz jezgre prema van, uzrokuju sekularne varijacije u glavnom geomagnetskom polju.

Opća teorija GD, koji proučava i generiranje polja i "motor" zemaljskog GD-a, tj. podrijetlo kretanja, još uvijek je u početno stanje razvoja, a mnogo toga je još uvijek hipotetsko. Arhimedove sile, uzrokovane malim nehomogenostima gustoće u jezgri, navode se kao razlozi koji uzrokuju gibanja, a sile inercije.

Prvo se može povezati s oslobađanjem topline u jezgri i toplinskim širenjem tekućine (toplinsko konvekcija ), ili s heterogenošću u sastavu jezgre zbog otpuštanja nečistoća na njezinim granicama. Ovo posljednje može biti uzrokovano ubrzanjem zbog precesija zemljina os. Blizina geomagnetskog polja polju dipola s osi gotovo paralelnom s osi Zemljine rotacije ukazuje bliska veza između rotacije Zemlje i porijekla Zemlje Rotacija stvara Coriolisova sila, tko može igrati značajnu ulogu u Zemljinom GD mehanizmu. Ovisnost veličine geomagnetskog polja o intenzitetu kretanja tvari u zemljina jezgra složen i još nedovoljno proučen. Prema paleomagnetskim studijama, magnituda geomagnetskog polja varira, ali u prosjeku, u smislu reda veličine, ostaje nepromijenjena dugo vremena - reda veličine stotina milijuna godina.

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

S. I. Braginski.

Promjenjivo geomagnetsko polje. Mjerenja provedena na satelitima i raketama pokazala su da interakcija plazme solarni vjetar s geomagnetskim poljem dovodi do poremećaja dipolne strukture polja s udaljenosti ~3 Rz od središta Zemlje. Sunčev vjetar lokalizira geomagnetsko polje u ograničenom volumenu okozemaljskog prostora – Zemljine magnetosfere, dok se na granici magnetosfere dinamički tlak Sunčevog vjetra uravnotežuje pritiskom Zemljinog magnetskog polja. Sunčev vjetar komprimira Zemljino magnetsko polje s dnevne strane i nosi geomagnetske silnice polarnih područja na noćnu stranu, tvoreći magnetski rep Zemlje u blizini ravnine ekliptike duljine najmanje 5 milijuna km. km(cm. riža. u člancima Zemlja I Zemljina magnetosfera ). Približno dipolno područje polja sa zatvorenim linijama polja (unutarnja magnetosfera) je magnetska zamka za nabijene čestice plazme blizu Zemlje (vidi sl. Zemljini radijacijski pojasevi ).

Strujanje plazme solarnog vjetra oko magnetosfere s promjenjivom gustoćom i brzinom nabijenih čestica, kao i proboj čestica u magnetosferu, dovode do promjene intenziteta sustava. električne struje u magnetosferi i ionosferi Zemlje. Trenutni sustavi pak uzrokuju oscilacije geomagnetskog polja u svemiru 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 geomagnetskog polja provodi se u magnetskim opservatorijima pomoću magnetografi. U mirno vrijeme u niskim i srednjim geografskim širinama opažaju se periodična solarno-dnevna i mjesečevo-dnevna razdoblja magnetske varijacije S amplitude 30-70g, odnosno 1-5g. Druge opažene nepravilne fluktuacije polja raznih oblika a amplitude nazivamo magnetskim poremećajima, među kojima postoji više vrsta magnetskih varijacija.

Magnetski poremećaji koji pokrivaju cijelu Zemlju i traju od jednog ( riža. 4 ) do nekoliko dana, nazivaju se svijetom magnetske oluje, pri čemu amplituda pojedinih komponenti može prijeći 1000g. Magnetska oluja jedna je od manifestacija snažnih poremećaja magnetosfere koji nastaju promjenom parametara Sunčevog vjetra, posebice brzine njegovih čestica i normalne komponente međuplanetarnog magnetskog polja u odnosu na ravninu ekliptike. Jaki poremećaji magnetosfere praćeni su pojavom u gornjoj atmosferi Zemlje aurore, ionosferskih poremećaja, rendgenskog i niskofrekventnog zračenja.

Praktične aplikacije pojave Z. m. Pod utjecajem geomagnetskog polja magnetska se igla nalazi u ravnini magnetskog meridijana. Ovaj se fenomen od davnina koristi za orijentaciju na terenu, ucrtavanje kursa brodova na otvorenom moru, u geodetskoj i geodetskoj praksi, u vojnim poslovima itd. (cm. Kompas, Kompas ).

Proučavanje lokalnih magnetskih anomalija prije svega omogućuje otkrivanje minerala željezna rudača(cm. Magnetsko istraživanje ), te u kombinaciji s drugim geofizičkim metodama istraživanja – utvrditi njihov položaj i rezerve. Široka upotreba primio magnetotelursku metodu za ispitivanje Zemljine unutrašnjosti, u kojoj se električna vodljivost Zemljinih unutarnjih slojeva izračunava iz polja magnetske oluje, a zatim se procjenjuje tamošnji tlak i temperatura.

Jedan izvor informacija o gornjim slojevima atmosfere su geomagnetske varijacije. Magnetski poremećaji, povezani, primjerice, s magnetskom olujom, događaju se nekoliko sati ranije nego što se pod njezinim utjecajem događaju promjene u ionosferi koje remete radiokomunikacije. To vam omogućuje da učinite magnetske prognoze nužne za osiguranje nesmetanih radijskih komunikacija (radio vremenske prognoze). Geomagnetski podaci također služe za predviđanje radijacijske situacije u svemiru blizu Zemlje tijekom svemirskih letova.

Konstantnost geomagnetskog polja do visina od nekoliko polumjera Zemlje služi za orijentaciju i manevar svemirska letjelica.

Geomagnetsko polje djeluje na žive organizme, svijet povrća i čovjek. Na primjer, tijekom razdoblja magnetskih oluja broj kardiovaskularne bolesti, pogoršava se stanje pacijenata koji pate od hipertenzije itd. Studija karaktera elektromagnetski utjecaj na žive organizme jedan je od novih i obećavajući pravci biologija.

A. D. Ševnin.

Lit.: Yanovsky B. M., Zemaljski magnetizam, sv. 1-2, L., 1963-64; njegov, Razvoj rada na geomagnetizmu u SSSR-u tijekom godina Sovjetska vlast. „Izv. AN (Akademija znanosti) SSSR, Fizika Zemlje”, 1967, br. 11, str. 54; Priručnik o izmjeničnom magnetskom polju SSSR-a, L., 1954; Svemir blizu Zemlje. Referentni podaci, prijevod (prijevod) s engleskog (engleskog), M., 1966; Sadašnjost i prošlost magnetskog polja Zemlje, M., 1965; Braginsky S.I., O temeljima teorije o Zemljinom hidromagnetskom dinamu, “Geomagnetizam i aeronomija”, 1967, vol. 3, str. 401; Sunčevo-zemaljska fizika, M., 1968.

Riža. 4. Magnetogram na kojem je zabilježena mala magnetska oluja: H 0, D 0, Z 0 - početak odgovarajuće komponente zemljinog magnetizma; Strelice pokazuju referentni smjer.

Riža. 2. Karta ukupne jakosti geomagnetskog polja (u oerstedima) za epohu 1965.; crni krugovi - magnetski polovi (M.P.). Karta prikazuje svjetske magnetske anomalije: brazilsku (B.A.) i istočnosibirsku (E.-S.A.).

Riža. 3. Shema magnetskih polja u hidromagnetskom dinamu Zemlje: NS - os rotacije Zemlje: V r - polje blizu polja dipola usmjerenog duž osi rotacije Zemlje; B j je toroidno polje (reda stotine gaussa), zatvoreno unutar zemljine jezgre.

Zemlja ima magnetsko polje, što se jasno očituje u njegovom djelovanju na magnetsku iglu. Slobodno ovješena u prostoru, magnetska igla postavljena je bilo gdje u smjeru magnetskih linija sile koje konvergiraju na magnetskim polovima.
Zemljini magnetski polovi ne poklapaju se s geografskim i polako mijenjaju svoj položaj. U sadašnje razdoblje zemljopisne koordinate magnetski polovi su sljedeći: na sjevernoj hemisferi - 72° N. w. i 96° W. d., na južnoj hemisferi - 70° J. w. i 150° E. d. Linije sile koje se protežu od jednog magnetskog pola do drugog - magnetski meridijani ne podudaraju se u smjeru s geografskim meridijanima, a magnetska igla kompasa ne pokazuje striktno smjer sjever-jug. Kut između magnetskog i geografskog meridijana naziva se kut magnetska deklinacija ili magnetska deklinacija. Deklinacija je istočna (pozitivna) i zapadna (niječna). U prvom slučaju, strelica odstupa istočno od geografskog meridijana, u drugom - zapadno od njega. Pravci koji spajaju točke s istom deklinacijom - izogoni. Izogone koje povezuju točke s nultom deklinacijom i tzv linije agonije, dijele Zemlju na područje istočne i zapadne deklinacije. Agonijske linije imaju složenog oblika(vidi kartu 23).

Slobodno obješena magnetska igla zadržava vodoravni položaj samo na liniji magnetski ekvator. Sjeverno od ove linije, sjeverni kraj magnetske igle pada, i što je više, to je udaljenost do magnetskog pola kraća. Na magnetskom polu sjeverne hemisfere igla postaje okomita, sa sjevernim krajem prema dolje. Južno od magnetskog ekvatora, naprotiv, južni kraj magnetske igle nagnut je prema dolje. Kut koji tvori magnetska igla sa horizontalna ravnina, naziva se magnetski inklinacijski kut odn magnetska inklinacija. Magnetska inklinacija može biti sjever ili jug, varira od 0° na magnetskom ekvatoru do 90° na magnetskim polovima. Pravci koji povezuju točke s istim nagibom su izokline.
Deklinacija i inklinacija karakteriziraju smjer linija magnetskog polja u bilo kojoj točki u određenom trenutku.
Jakost magnetskog polja karakterizira njegova napetost. Za jedinicu intenziteta uzima se intenzitet magnetskog polja u kojem je sila koja djeluje na jedinicu magnetske mase jednaka jednom dinu. Mjerna jedinica za jakost magnetskog polja naziva se oersted (0,00001 oersted – gama). Snaga Zemljinog magnetskog polja je mala: na magnetskom ekvatoru - 0,3-0,5 oersteda, na magnetskom polu - 0,6-0,7. Linije jednakog napona magnetskog polja - izodinamika.

Postoje stalna i izmjenična magnetska polja Zemlje. Konstantno magnetsko polje zbog magnetizma samog planeta. Magnetske karte daju predodžbu o stanju Zemljinog konstantnog magnetskog polja. Ali budući da se svi elementi zemaljskog magnetizma (deklinacija, inklinacija, intenzitet) mijenjaju neprekidno, iako vrlo sporo, karte zadržavaju potrebnu točnost samo nekoliko godina. Obično je magnetska kartica datirana na sredinu godine koja završava s 0 ili 5, na primjer 1. srpnja 1950., 1955., 1960., 1965. itd. Petogodišnje razdoblje za koje vrijedi magnetska kartica naziva se magnetska epoha. Sada je era 1965. Na temelju analize magnetskih karata izgrađenih za određeno razdoblje, sastavljaju se korekcijske tablice za konstantno magnetsko polje za budućnost.
Postojeća raspodjela elemenata zemaljskog magnetizma omogućuje nam da zaključimo da je konstantno magnetsko polje Zemlje slično magnetskom polju jednoliko magnetizirane lopte. Magnetski polovi takvog polja nazivaju se geo magnetski polovi. Njihove geografske koordinate su 78°32"N i 69°9"W. duž., 78°32" J. i 110°52" E. d.
Magnetske anomalije očituju se u odstupanjima vrijednosti elemenata zemaljskog magnetizma od njihove prosječne vrijednosti za određeno mjesto. Magnetske anomalije koje pokrivaju velika područja nazivaju se regionalnim, za razliku od lokalnih (lokalnih), koje zauzimaju područje od nekoliko desetaka do nekoliko desetaka tisuća četvornih kilometara. Primjer regionalne magnetske anomalije je istočnosibirska. Na velikom teritoriju Istočni Sibir Uočena je zapadna deklinacija umjesto istočne. Magnetsko polje ove anomalije opada s visinom vrlo sporo. To znači da su regionalne anomalije uzrokovane procesima koji se odvijaju duboko u Zemlji, vjerojatno u zemljinoj jezgri.
Primjer lokalne anomalije može biti Kurska magnetska anomalija, koja stvara napon magnetskog polja 5 puta veći od prosječnog napona magnetskog polja Zemlje. Anomalija se očituje u promjenama deklinacije od 0 do 180° i inklinacije od 40 do 80°. Lokalne anomalije uzrokovane su prisutnošću u gornjim slojevima Zemljina kora ležišta magnetskih stijena i ruda. S visinom, magnetsko polje takvih anomalija relativno brzo opada.
Postojanje Zemljinog konstantnog magnetskog polja objašnjava se vrtložnim električnim valovima koji nastaju u zemljinoj jezgri (u njenom vanjskom dijelu) zbog kontinuiranog kretanja nabijenih elektrona koji opisuju kružnice i petlje. Promjene u prirodi tih kretanja uzrokuju spore promjene u Zemljinom trajnom magnetskom polju - njegove sekularne fluktuacije.
Varijabilna Magnetsko polje čini samo 6% ukupne jakosti Zemljinog magnetskog polja. Uzrokovano je kretanjem električki nabijenih čestica u zemljinoj atmosferi i, takoreći, superponirano 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 s izmjenom dana i noći, mjesečeve varijacije koje proizlaze iz plime i oseke u atmosferi. Varijacije s periodom od 5 do 100 sekundi. i zove pulsacije, još nema objašnjenja.
Magnetske oluje- posebno jaki poremećaji magnetskog polja, koji se očituju u brzom odstupanju magnetske igle od normalnog položaja. Magnetske oluje uzrokuju baklje na Suncu i popratni prodor korpuskularnih strujanja u Zemlju i njezinu atmosferu. Dana 23. veljače 1956. dogodila se eksplozija na Suncu koja je trajala nekoliko minuta, a na Zemlji je izbila magnetska oluja, uslijed koje je rad radio postaja bio poremećen 2 sata, transatlantski telefonski kabel nije radio za neko vrijeme itd. Osobito jake magnetske oluje nastaju ako korpuskularni tok pokrije cijelu Zemlju; manje jake magnetske oluje uzrokuju tokovi koji prolaze pored Zemlje.
Zemljino magnetsko polje proteže se do visine od 90 000 km. Do visine od 44 000 km magnituda Zemljinog magnetskog polja opada obrnuto proporcionalno kubu udaljenosti od površine Zemlje. U sloju od 44.000 do 80.000 km, magnetsko polje je nestabilno, u njemu se stalno pojavljuju oštre fluktuacije. Iznad 80 000 km, intenzitet magnetskog polja brzo opada, poprimajući vrijednost koja ostaje u međuplanetarnom prostoru. Na udaljenosti od 90 000 km od površine Zemlje magnetsko polje gubi sposobnost privlačenja (hvatanja) nabijenih čestica. Predlaže se da se ova granica smatra gornjom granicom gasna bomba Zemlja.
Magnituda Zemljinog magnetskog polja je stotine puta manja, na primjer, od magnitude magnetskog polja koje nastaje u blizini običnog potkovastog magneta. Ali Zemljino magnetsko polje ima ogroman volumen, a budući da je energija magnetskog polja proporcionalna volumenu polja, njegov utjecaj na procese koji se odvijaju na Zemlji je vrlo velik. Zemljino magnetsko polje skreće ili hvata nabijene čestice koje lete od Sunca ili ih proizvodi kozmičke zrake u atome i molekule zraka. Formiraju se nabijene čestice uhvaćene u Zemljino magnetsko polje radijacijski pojasevi: donji, ili unutarnji, i gornji, ili vanjski.
Unutarnji radijacijski pojas proteže se od 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 tijekom vremena.
Vanjski radijacijski pojas ima maksimalni intenzitet zračenja na visini od 20 tisuća km. U njemu se registriraju i protoni i elektroni. Ovaj pojas nije stabilan tijekom vremena; njegove promjene su u skladu s promjenama sunčeva 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 tisuća km.
Cjelokupno područje oko Zemlje u kojem se nalaze nabijene čestice zarobljene Zemljinim magnetskim poljem naziva se magnetosfera. Magnetosfera je prilično jasno ograničena magnetopauzom. Pod utjecajem sunčevog vjetra ima ovalan oblik.
Čestica zahvaćena Zemljinim magnetskim slojem, vrteći se u spirali oko silnice magnetskog polja, kreće se s jedne hemisfere na drugu i natrag, pomičući se prema istoku (protoni) ili zapadu (elektroni). Gibanje nabijene čestice nastavlja se sve dok ne izgubi naboj zbog sudara s molekulama zraka. Na blizina Samo čestice visoke energije prodiru do Zemlje i stvaraju polarne svjetlosti, ocrtavajući područje gdje završavaju putevi nabijenih čestica koje ulaze u atmosferu. Aurore najčešće se javljaju u zoni koja okružuje Zemlju na udaljenosti od približno 23° od geomagnetskih polova. Polarna svjetla obično prate magnetske oluje.
Utjecaj magnetskog polja odražava se na sve procese koji se odvijaju na Zemlji, ali mehanizam i stupanj tog utjecaja još nisu dovoljno proučeni.
Prema stručnjacima koji proučavaju magnetizaciju drevnih stijena, smjer linija magnetskog polja tijekom geološka povijest Zemlja se mijenjala. To znači da se promijenio smjer kružnih struja u zemljinoj jezgri. Promjena, a možda i privremeni prestanak ovih struja trebao bi uzrokovati promjenu i privremeni nestanak magnetskih linija sile, a time i “zamki” nabijenih čestica koje idu prema Zemlji i tvore radijacijske pojaseve. U takvim će razdobljima kozmičko zračenje doprijeti do Zemljine površine, a to će značajno utjecati na procese koji se odvijaju u geografski omotač, 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 magnetskog polja zemljinog polja izlaze iz južnog magnetskog pola i konvergiraju na sjevernom, tvoreći zatvorene krivulje.

Položaj magnetskih polova ne ostaje nepromijenjen; njihove se koordinate polako mijenjaju. Približne koordinate magnetskih polova 1950. bile su sljedeće:

Sjeverno - φ ~ 76°N; L ~ 96°W;

Jug - φ ~ 75°S; L ~ 150° O st.

Zemljina magnetska os je ravna crta koja povezuje magnetske polove, prolazi izvan središta Zemlje i sa svojom osi rotacije čini kut od oko 1G,5.

Jakost Zemljinog magnetskog polja karakterizira vektor intenziteta T koji je u bilo kojoj točki Zemljinog magnetskog polja usmjeren tangentno na silnice. Na sl. 18 sila zemljinog magnetizma u točki A prikazana je veličinom i smjerom vektora AF. Vertikalna ravnina NmAZF, u kojoj se nalazi vektor AF, a time i os slobodno ovješene magnetske igle, naziva se ravnina magnetskog meridijana. Ova ravnina zatvara kut RAS s ravninom pravog meridijana NuAZM, koji se naziva magnetska deklinacija i označava se slovom d.

Riža. 18.

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

Kut NmAF koji tvori vektor AF s ravninom pravog horizonta NuAH naziva se magnetska inklinacija i označava se slovom v.

Magnetska inklinacija se mjeri od horizontalne ravnine prema dolje od 0 do 90° i smatra se pozitivnom ako je sjeverni kraj magnetske igle spušten, a negativnom ako je južni kraj spušten.

Formiraju se točke na zemljinoj površini u kojima je vektor T usmjeren vodoravno zatvorena linija, dva puta prešavši geografski ekvator i tzv magnetski ekvator. Ukupna sila zemaljskog magnetizma - vektor T - može se rastaviti na horizontalnu H i vertikalnu Z komponentu u ravnini magnetskog meridijana. Od sl. 18 imamo:

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

Veličine d, H, Z i O koje određuju Zemljino magnetsko polje u određenoj točki nazivaju se elementi zemljinog magnetizma.

Raspodjela elemenata zemaljskog magnetizma na površini globusa obično se prikazuje na posebnim kartama u obliku zakrivljenih linija koje povezuju točke s istom vrijednošću jednog ili drugog elementa. Takve linije nazivaju se izolinije. Krivulje jednake magnetske deklinacije - izogoni staviti izogone na karte (slika 19); nazivaju se krivulje koje spajaju točke s jednakim magnetskim naponom izodine, ili izodinamika. Krivulje koje povezuju točke jednake magnetske inklinacije - izoklina, ucrtati izokline na karte.

Riža. 19.

Magnetska deklinacija – većina važan element za plovidbu se, dakle, osim na posebnim magnetskim kartama, označava i na plovidbenim pomorskim kartama, na kojima pišu npr. ovako: »Skl. k. 16°.5 W.”

Svi elementi zemljinog magnetizma na bilo kojoj točki Zemljine površine podložni su promjenama koje se nazivaju varijacije. Promjene elemenata zemaljskog magnetizma dijele se na periodične i neperiodične (ili poremećaje).

Periodične promjene uključuju svjetovne, 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 s razdobljem od nekoliko stoljeća. Veličina sekularne promjene magnetske deklinacije varira razne točke zemljine površine u rasponu od 0 do 0.2-0°.3 godišnje. Stoga je na pomorskim kartama magnetska deklinacija kompasa svedena na određenu godinu, označavajući iznos godišnjeg povećanja ili smanjenja.

Da biste prilagodili deklinaciju godini plovidbe, morate izračunati njezinu promjenu tijekom proteklog vremena i pomoću dobivene korekcije povećati ili smanjiti deklinaciju prikazanu na karti u području navigacije.

Primjer 18. Putovanje se odvija 1968. godine. Deklinacija kompasa, preuzeta s karte, d = 11°, 5 O st je dana 1960. Godišnji porast deklinacije je 5". Smanjite deklinaciju na 1968.

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

Nagle kratkotrajne promjene elemenata zemljinog magnetizma (poremećaji) nazivaju se magnetske oluje, čija je pojava određena polarnim svjetlom i brojem Sunčevih pjega. Istodobno se promjene u deklinaciji promatraju u umjerenim geografskim širinama do 7 °, au polarnim regijama - do 50 °.

U nekim područjima zemljine površine, deklinacija se oštro razlikuje u veličini i znaku od svojih vrijednosti na susjednim točkama. Taj se fenomen naziva magnetska anomalija. Pomorske karte označavaju granice područja magnetske anomalije. Kada plovite u ovim područjima, morate obratiti veliku pozornost na rad magnetski kompas, budući da je točnost rada narušena.

Naše Zemlja- peti po veličini među devet planeta koji kruže u svojim orbitama oko Sunca, najbliže zvijezde. Svake sekunde Zemlja prijeđe oko 30 km, i puni okret putuje oko Sunca unutar godine dana. Osim toga, Zemlja se okreće oko svoje osi poput vrha, čineći punu rotaciju za 24 sata. Zemlja nije savršena kugla. Promjer mu je 12 756 km na ekvatoru (konvencionalna linija koja dijeli globus na sjeverni i Južna polutka) i 12714 km na polovima. Opseg Zemlje na ekvatoru iznosi 40 075 km.

Mjesec- Zemljin najbliži kozmički susjed. Njegov promjer je otprilike četiri puta manji od promjera Zemlje i iznosi 3475 km. Stijene, koji čine Mjesec, manje su gusti od onih na Zemlji, pa je Mjesec 8 puta manji od Zemlje.

Zemlja je treći planet od Sunca i sastoji se uglavnom od stjenovitih stijena.

“Upitnik” našeg planeta, odnosno što definitivno znamo o Zemlji

Danas čvrsto znamo za planet na kojem živi čovječanstvo, da je to prosječni radijus iznosi 6371 km. Međutim, u ravnini ekvatora nešto je veća - oko 6378 km, a udaljenost od središta Zemlje do pola je manja, gotovo 6357 km.

Zemljina površina iznosi 510 milijuna km2, od čega 71% čine oceani, a ostatak kopno. Možda bi bilo ispravnije naš planet nazvati Oceanom, budući da na Zemlji ima mnogo manje kopna?

Zapremina globusa označena je brojem kubičnih kilometara koji završava s dvanaest nula. Svaki metar kubni Materijal od kojeg se sastoji Zemlja u prosjeku je težak nešto više od 5,5 tona, dakle, kada bi neki div uspio postaviti planetu na gigantsku ljestvicu, “vukao bi” šest i dvadeset jednu nula tona!

U unutarnjem sastavu planeta dominira željezo - gotovo 35%; zatim dolazi kisik (oko 30%), zatim silicij (15%) i magnezij (12%). Ali ovo je u prosjeku.

Tijekom 4,6 milijardi godina postojanja Zemlje, gravitacija je nosila teže stijene dublje u zemlju, dok je lakše stijene ostavljala bliže površini. Tom “razvrstavanju” pomogla je i vrućina zemljina utroba- u samoj sredini Zemlje temperatura je od 5000 do 6000 °C. Stoga je tijelo planeta postalo heterogeno i fizička svojstva, i po kemijski sastav. U jezgri je jezgra planeta; obavija ga plašt, a povrh svega je zemljina kora.

Planet Zemlja ima svoj magnetizam - okružen je nevidljivim poljem magnetskih sila koje mi ne osjećamo, ali djeluje na materijale koji sadrže željezo ili neke druge metale. Pomoću kompasa možete otkriti magnetsko polje. Igla kompasa je dugačak tanki magnet. U interakciji sa Zemljinim magnetizmom, okreće se i pokazuje prema sjeveru i jugu.

1. Magnetske linije sile, 2. Zemlja

Najizraženiji je na sjevernom i južnom magnetskom polu. Tamo su magnetske silnice usmjerene okomito.

Zemljino magnetsko polje vjerojatno pokreću sile koje stvara njezina vanjska jezgra, željezna ljuska koja se nalazi oko 2900 km ispod površine. Tlak na takvoj dubini je vrlo visok, a temperatura prelazi 4000 °C. Na ovoj temperaturi željezo je unutra tekuće stanje. Zemljina rotacija uzrokuje da se mlazovi rastaljenog 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 magnetski polovi, uzrokujući bljeskove na noćnom nebu – polarnu svjetlost.

Magnetsko polje se širi u svemir i formira magnetosferu. Sunčeve čestice visoke energije, " sunčan vjetar", bombardirati magnetosferu i prisiliti je da poprimi oblik kapi.

Kolosalni tokovi toplinske energije unutar Zemlje i rotacija planeta oko svoje osi tjeraju polutekuće kamene blokove da se kreću u spiralama. Te spiralne struje pobuđuju električne struje koje stvaraju magnetsko polje.