Ett geomagnetiskt fält (GP) genereras av källor som finns i jorden, såväl som i magnetosfären och jonosfären. Den skyddar planeten och livet på den från de skadliga effekterna av kosmisk strålning. Hans närvaro observerades av alla som höll kompassen och såg den ena änden av pilen peka söderut och den andra peka norrut. Tack vare magnetosfären gjordes stora upptäckter inom fysiken, och fortfarande används dess närvaro för marin, undervattens, luftfart och rymdnavigering.
Allmänna egenskaper
Vår planet är en enorm magnet. Nordpolen ligger i den "övre" delen av jorden, inte långt från den geografiska polen, och sydpolen ligger bredvid motsvarande geografiska pol. Från dessa punkter sträcker sig i tusentals kilometer ut i rymden magnetiska kraftlinjer som utgör själva magnetosfären.
Magnetiska och geografiska poler är ganska långt ifrån varandra. Om du ritar en tydlig linje mellan magnetpolarna kan du äntligen få en magnetisk axel med en lutningsvinkel på 11, 3 ° till rotationsaxeln. Detta värde är inte konstant, och allt eftersom magnetpolerna rör sig relativt planetens yta och ändrar deras placering årligen.
Det geomagnetiska fältets natur
Den magnetiska skärmen genereras av elektriska strömmar (rörliga laddningar), som föds i en yttre vätskekärna belägen i jorden på ett mycket anständigt djup. Det är en flytande metall och den rör sig. Denna process kallas konvektion. Kärnans rörliga materie bildar strömmar och som ett resultat magnetfält.
Den magnetiska skärmen skyddar pålitligt jorden från kosmisk strålning. Dess huvudsakliga källa är solvinden - rörelsen av joniserade partiklar som strömmar ut ur solkorona. Magnetosfären avleder den kontinuerliga strömmen och omdirigerar den runt jorden, på grund av vilken hård strålning inte har någon skadlig effekt på alla levande saker på den blå planeten.
Om jorden inte hade ett geomagnetiskt fält, skulle solvinden beröva sin atmosfär. Enligt en hypotes är det exakt vad som hände på Mars. Solvinden är långt ifrån det enda hotet, eftersom solen också släpper en stor mängd materia och energi i form av koronala utsläpp, åtföljd av en stark ström av radioaktiva partiklar. Men även i dessa fall skyddar jordens magnetfält det och avleder dessa strömmar från planeten.
En magnetisk skärm byter poler ungefär en gång var 250 000 år. Den magnetiska nordpolen tar plats för norr och vice versa. Forskare har ingen tydlig förklaring till varför detta händer.
Forskningshistoria
Kännedom om människor med markmagnetismens fantastiska egenskaper inträffade vid civilisationens gryning. Redan i antiken var mänskligheten känd för magnetisk järnmalm - magnetit. Vem och när man avslöjade att naturliga magneter är lika orienterade i rymden med avseende på planetens geografiska poler är okänt. Enligt en version var kineserna bekanta med detta fenomen redan 1100, men de började använda det i praktiken bara två århundraden senare. I Västeuropa började magnetkompassen användas vid navigering 1187.
Struktur och egenskaper
Jordens magnetfält kan delas in i:
- huvudmagnetfältet (95%), vars källor är i den yttre ledande elektriska strömkärnan på planeten;
- ett anomalt magnetfält (4%) skapat av stenar i det övre lagret av jorden med god magnetisk känslighet (en av de mest kraftfulla är Kursk magnetiska anomali);
- yttre magnetfält (även kallad alternerande, 1%) förknippat med solterritiska interaktioner.
Vanliga geomagnetiska variationer
Förändringar i det geomagnetiska fältet i tid under påverkan av både inre och yttre (med avseende på planetens yta) kallas magnetiska variationer. De kännetecknas av en avvikelse från GP-komponenterna från medelvärdet på observationsplatsen. Magnetiska variationer har en kontinuerlig justering i tid, och ofta är sådana förändringar periodiska.
Regelbundna variationer som upprepas dagligen är förändringar i magnetfältet förknippade med sol- och måndagens förändringar i intensiteten hos GP. Variationerna når maximalt under dagen och under månkonfrontationen.
Oregelbundna geomagnetiska variationer
Dessa förändringar uppstår som ett resultat av påverkan av solvinden på jordens magnetosfär, förändringar i själva magnetosfären och dess interaktion med den joniserade övre atmosfären.
- Tjugosju dagars variationer existerar som ett mönster för återväxt av magnetisk störning var 27: e dag, vilket motsvarar rotationsperioden för den största himmelkroppen relativt jordobservatören. Denna trend beror på förekomsten av aktiva långlivade regioner på vår ursprungliga stjärna, observerad under flera av dess revolutioner. Det manifesterar sig i form av en 27-dagars repeterbarhet av geomagnetiska störningar och magnetiska stormar.
- Elvaårsvariationer är förknippade med periodiciteten för solens platsbildande aktivitet. Det avslöjades att under åren med den största koncentrationen av mörka områden på solskivan når magnetisk aktivitet också sitt maximum, men tillväxten av geomagnetisk aktivitet ligger efter den genomsnittliga soltillväxten med i genomsnitt ett år.
- Säsongsvariationer har två maximum och två minimikrav motsvarande perioderna med jämvikt och solstice-tiden.
- Århundrade gamla, i motsats till ovanstående, av yttre ursprung, bildas som ett resultat av rörelse av materia och vågprocesser i planetens vätskeledande kärna och är den viktigaste källan till information om den elektriska ledningsförmågan hos den nedre manteln och kärnan, om de fysiska processerna som leder till konvektion av materia, liksom om mekanismen Jordens geomagnetiska fältgenerering. Dessa är de långsammaste variationerna - med perioder från flera år till ett år.
Påverkan från magnetfältet på den levande världen
Trots att den magnetiska skärmen inte kan ses, känner invånarna på planeten den perfekt. Till exempel bygger flyttfåglar sin rutt med fokus på den. Forskare framförde flera hypoteser angående detta fenomen. En av dem föreslår att fåglar uppfattar det visuellt. I flyttfåglarnas ögon finns det speciella proteiner (kryptokrom) som kan ändra sin position under påverkan av ett geomagnetiskt fält. Författarna till denna hypotes är säkra på att kryptokromer kan spela rollen som kompass. Men inte bara fåglar utan även havssköldpaddor använder en magnetisk skärm som en GPS-navigator.
Mänsklig exponering för magnetskärmen
Påverkan av det geomagnetiska fältet på en person skiljer sig grundläggande från alla andra, oavsett om det är strålning eller en farlig ström, eftersom det påverkar människokroppen fullständigt.
Forskare tror att det geomagnetiska fältet verkar inom det ultra-låga frekvensområdet, vilket resulterar i att det uppfyller de grundläggande fysiologiska rytmerna: andningsorgan, hjärta och hjärna. En person kanske inte känner något, men kroppen reagerar fortfarande på det med funktionella förändringar i nervsystemet, hjärt-kärlsystemet och hjärnaktiviteten. Under många år har psykiatriker spårat förhållandet mellan utbrott av intensitet i det geomagnetiska fältet och förvärring av psykiska sjukdomar, vilket ofta leder till självmord.
"Indexering" av geomagnetisk aktivitet
Störningar av magnetfältet förknippade med förändringar i magnetosfär-jonosfärströmssystemet kallas geomagnetisk aktivitet (GA). För att bestämma dess nivå används två index - A och K. Det senare visar värdet på GA. Det beräknas på grundval av magnetiska skärmmätningar som tas dagligen med tre timmars intervall, med början klockan 00:00 UTC (samordnad universaltid). De högsta indexen för magnetisk störning jämförs med värdena för det geomagnetiska fältet för en lugn dag för en viss vetenskaplig institution, medan de högsta värdena från de observerade avvikelserna beaktas.
Baserat på erhållna data beräknas indexet K. På grund av det faktum att det är en kvasi-logaritmisk kvantitet (dvs det ökar med enhet med en ökning av störningar med ungefär två gånger), kan det inte göras medelvärde för att få en långsiktig historisk bild av tillståndet på planetens geomagnetiska fält. För detta finns det ett index A, som är ett dagligt medelvärde. Det bestäms helt enkelt - varje dimension av index K omvandlas till ett motsvarande index. Värdena på K erhållna under dagen är medelvärden, tack vare vilka det är möjligt att erhålla ett index A, vars värde på vanliga dagar inte överskrider tröskeln på 100, och under perioden med kraftiga magnetiska stormar kan överstiga 200.
Eftersom störningarna i det geomagnetiska fältet på olika punkter på planeten inte är desamma, kan värdena på index A från olika vetenskapliga källor variera markant. För att undvika en sådan uppkörning reduceras indexen som erhållits av observatorierna till genomsnittet och det globala indexet A visas. Samma sak med indexet Kp, som är ett bråkvärde i intervallet 0-9. Dess värde från 0 till 1 indikerar att det geomagnetiska fältet är normalt, vilket innebär att de optimala förhållandena för passage i korta vågområden bevaras. Naturligtvis med förbehåll för ett ganska intensivt flöde av solstrålning. Ett 2-punkts geomagnetiskt fält karakteriseras som en måttlig magnetisk störning, vilket något komplicerar passagen av decimetervågor. Värden från 5 till 7 indikerar förekomsten av geomagnetiska stormar, som allvarligt stör det nämnda intervallet, och i händelse av en stark storm (8-9 poäng) är passagen av korta vågor omöjlig.
| Ett p | Till r | beskrivning |
| 0 | 0 | tyst |
| 2 | 1 | |
| 3 | ||
| 4 | ||
| 7 | 2 | Svagt förargad |
| 15 | 3 | |
| 27 | 4 | perturbed |
| 48 | 5 | Magnetisk storm |
| 80 | 6 | |
| 132 | 7 | Stor magnetisk storm |
| 208 | 8 | |
| 400 | 9 |
Effekten av magnetiska stormar på människors hälsa
Negativa effekter av magnetiska stormar påverkar 50-70% av världens befolkning. Samtidigt observeras början av en stressreaktion hos vissa personer 1-2 dagar före magnetisk störning, när utbrott i solen observeras. För andra, på topp eller någon tid efter överdriven geomagnetisk aktivitet.
Metoberoende personer, såväl som de som lider av kroniska sjukdomar, måste spåra information om det geomagnetiska fältet under en vecka, så att man kan utesluta magnetisk storm, fysisk och emotionell stress, samt alla handlingar och händelser som kan leda till stress.
