9.3: Магнітне поле Землі

\(\PageIndex<2>\) Малюнок Хронологія розвороту магнітного поля за минулі 170 Ма. Перші 5 Ма магнітної хронології більш детально показані на малюнку \(\PageIndex\) , хоча шкала часу знаходиться в протилежному напрямку на цьому малюнку.

Зміни магнітного поля Землі вивчалися за допомогою математичної моделі, і було показано, що розвороти мають місце, коли модель запускалася для імітації періоду в кілька сотень тисяч років. Той факт, що відбулися розвороти поля, показує, що модель є досить точним зображенням Землі. За словами провідного автора дослідження Гері Глатцмайєра з Каліфорнійського університету в Санта-Крус: «Наше рішення показує, як конвекція в зовнішньому ядрі рідини постійно намагається змінити поле, але що тверде внутрішнє ядро гальмує магнітні розвороти, оскільки поле у внутрішньому ядрі може змінюватися лише на набагато довший часовий масштаб дифузії. Лише один раз у багатьох спробах є успішним розворот, що, ймовірно, є причиною того, що час між розворотами поля Землі довгий і випадково розподілений». Зображення ліній магнітного поля Землі протягом стабільного періоду та під час розвороту показано на рисунку \(\PageIndex\) . Детальніше про ці явища дивіться на сайті Глатцмайєра «Геодино».

\(\PageIndex\) Малюнок Зображення магнітного поля Землі між розворотами (ліворуч) і під час розвороту (праворуч). Лінії представляють лінії магнітного поля: сині, де поле вказує на центр Землі, і жовті, де воно вказує. Вісь обертання Землі вертикальна, а контур ядра показаний у вигляді пунктирного білого кола.

Описи зображень

Опис \(\PageIndex\) зображення на малюнку: Магнітні поля Землі, як правило, дуже рівномірні з магнітним полем, спрямованим на землю на півночі та подалі від землі на півдні. Під час розвороту магнітне поле Землі стає дуже заплутаним. [Повернутися до малюнка \(\PageIndex\) ]

Атрибуції ЗМІ

• Малюнок \(\PageIndex\) : «Плутанина магнітного поля Землі» © TStein. Адаптовано Стівеном Ерлом. КУБ.СМ ПО-СА.
• Малюнок \(\PageIndex\) : «Геомагнітна полярність 0-169 Ма» від Anomie. Адаптовано Стівеном Ерлом. Публічне надбання.
• Малюнок \(\PageIndex\) : «Суперкомп’ютерні моделі магнітного поля Землі» НАСА. Публічне надбання.

Магнітне поле Землі

Земля має Магнітне поле Землі завдяки якому ми досі живі. Це магнітне поле поширюється зсередини планети назовні та в космос, де воно зустрічає сонячний вітер. Він також відомий під назвою геомагнітне поле і дається кількістю металів, що знаходяться в ядрі, останньому з шари Землі.

У цій статті ми побачимо важливість магнітного поля Землі, його походження, функціонування та те, що відбувається з ним сьогодні.

Що таке

Це ніби це тип магніту, який ми маємо всередині нашої планети. Магнітне поле генерується видом електричних струмів, які виникають внаслідок так званих конвекційних струмів, що існують в ядрі Землі. Ці електричні струми виникають тому, що в ядрі є велика кількість металів, таких як залізо та нікель. Процес, при якому відбуваються конвекційні струми, називається геодинамічним.

Наука вивчає магнітне поле цієї Землі протягом тривалого часу. Ядро Землі розміром приблизно на дві третини Місяця. Це близько 5.700 градусів Цельсія, отже залізо майже так само гаряче, як і сама поверхня Сонця Оскільки на інші шари Землі чинять тиск, ми можемо бачити, що залізо не є рідким. Зовнішнє ядро ​​- це ще один шар товщиною 2.000 км, який складається із заліза, нікелю та інших металів, що перебувають у рідкому стані. Це пояснюється тим, що тиск у зовнішньому ядрі нижчий, так що високі температури призводять до розплавлення металів.

Перепади температури, тиску та складу всередині зовнішнього ядра є причиною так званих струмів конвекції розплавленого металу. Коли холодніша, щільніша речовина тоне, тепліша, менш щільна речовина починає підніматися. Те саме відбувається з повітряними масами в атмосфері. Ми також повинні порахувати це, ефект коріоліса через обертальний рух землі вона також діє. В результаті, створюються вихори, що змішують розплавлені метали.

Як воно формується

Безперервний рух рідини, що складається з заліза, в більшості своїй є тим, що генерує електричні струми, які, в свою чергу, створюють магнітні поля. Електрично заряджені метали проходять через ці магнітні поля і продовжують створювати власні електричні струми. Таким чином, цикл продовжується. Повний і самодостатній цикл називається геодинамічним.

Сила Коріоліса викликає спіраль, яка змушує багато магнітних полів шикуватися в одному напрямку. Сукупний ефект усіх цих ліній магнітної сили створює магнітне поле, яке охоплює Землю.

Коли ми говоримо про шар Землі або атмосферу, що має відношення до магнітного поля Землі, ми говоримо про магнітосферу. Це область атмосфери, яка знаходиться зовні, оточуючи планету, і повністю контролюється магнітним полем цієї Землі. Форму магнітосфери надає сонячний вітер, що потрапляє на поверхню. Цей сонячний вітер стискає частину магнітосфери і, отже, розширює протилежну сторону. Це велике розширення відоме як “магнітний хвіст”.

Сонячний вітер – це діяльність нашої головної зірки, Сонця. Цей сонячний вітер завантажений радіацією, яка, потрапляючи в нашу атмосферу, може завдати серйозної шкоди телекомунікаційним системам у всьому світі. Це було б катастрофою для технологічного століття, в якому ми живемо. GPS не спрацював, не було телефонного покриття, радіохвиль чи телебачення тощо. Отже, завдяки існуванню магнітосфери ми захищені.

Характеристика магнітного поля Землі

Ми збираємося проаналізувати характеристики цього магнітного поля, яке наука відкрила протягом багатьох років, і з тисячами досліджень про нього.

• Інтенсивність магнітного поля найнижча біля екватора і найвища на полюсах.
• Зовнішня межа – магнітопауза.
• Магнітосфера діє динамічно під дією сонячного вітру. Залежно від своєї активності він може стискатися з одного боку більше і розширюватися з іншого, що називається магнітним хвостом.
• Північний і південний магнітні полюси не є однаковими з географічними полюсами. Наприклад, між магнітним та географічним північним полюсами існує приблизно 11 градусів відхилення.
• Напрямок поля повільно змінюється, і вчені вивчають його зміну напрямку. Рух прискорюється на 40 миль на рік.
• Існують різні геологічні записи, які вивчались завдяки деяким мінералам з морського дна, які говорять про це за останні 500 мільйонів років магнітне поле було повністю перевернуто сотні разів. У цій інверсії полюси знаходились б на протилежних кінцях так, що якби ми використовували звичайний компас, він не вказував би на північ, а вказував би на південь.

Значення магнітного поля

Щоб ви могли зрозуміти важливість магнітного поля, ми збираємося пояснити, які функції воно виконує і що воно є для того, щоб його мати навколо нашої планети. Це те, що захищає нас від шкоди, яку може завдати сонячний вітер, про що ми вже згадували раніше. Завдяки цій магнітосфері ми можемо сприймати сонячний вітер через деякі дуже привабливі явища, такі як Північне сяйво.

Це магнітне поле також відповідає за атмосферу. Атмосфера захищає нас від сонячних променів Сонця і підтримує придатну для життя температуру. Якщо ні, температура буде коливатися від 123 до -153 градусів. Слід також сказати, що тисячі тварин, включаючи такі види, як птахи та черепахи, використовують магнітне поле для навігації та орієнтації під час міграційного періоду.

Я сподіваюся, що за допомогою цієї інформації ви зможете дізнатись більше про магнітне поле Землі та його значення.

Повний шлях до статті: Мережева метеорологія » Геологія » Магнітне поле Землі

Будьте першим, щоб коментувати

9.3: Магнітне поле Землі

\(\PageIndex<2>\) Малюнок Хронологія розвороту магнітного поля за минулі 170 Ма. Перші 5 Ма магнітної хронології більш детально показані на малюнку \(\PageIndex\) , хоча шкала часу знаходиться в протилежному напрямку на цьому малюнку.

Зміни магнітного поля Землі вивчалися за допомогою математичної моделі, і було показано, що розвороти мають місце, коли модель запускалася для імітації періоду в кілька сотень тисяч років. Той факт, що відбулися розвороти поля, показує, що модель є досить точним зображенням Землі. За словами провідного автора дослідження Гері Глатцмайєра з Каліфорнійського університету в Санта-Крус: «Наше рішення показує, як конвекція в зовнішньому ядрі рідини постійно намагається змінити поле, але що тверде внутрішнє ядро гальмує магнітні розвороти, оскільки поле у внутрішньому ядрі може змінюватися лише на набагато довший часовий масштаб дифузії. Лише один раз у багатьох спробах є успішним розворот, що, ймовірно, є причиною того, що час між розворотами поля Землі довгий і випадково розподілений». Зображення ліній магнітного поля Землі протягом стабільного періоду та під час розвороту показано на рисунку \(\PageIndex\) . Детальніше про ці явища дивіться на сайті Глатцмайєра «Геодино».

\(\PageIndex\) Малюнок Зображення магнітного поля Землі між розворотами (ліворуч) і під час розвороту (праворуч). Лінії представляють лінії магнітного поля: сині, де поле вказує на центр Землі, і жовті, де воно вказує. Вісь обертання Землі вертикальна, а контур ядра показаний у вигляді пунктирного білого кола.

Описи зображень

Опис \(\PageIndex\) зображення на малюнку: Магнітні поля Землі, як правило, дуже рівномірні з магнітним полем, спрямованим на землю на півночі та подалі від землі на півдні. Під час розвороту магнітне поле Землі стає дуже заплутаним. [Повернутися до малюнка \(\PageIndex\) ]

Атрибуції ЗМІ

• Малюнок \(\PageIndex\) : «Плутанина магнітного поля Землі» © TStein. Адаптовано Стівеном Ерлом. КУБ.СМ ПО-СА.
• Малюнок \(\PageIndex\) : «Геомагнітна полярність 0-169 Ма» від Anomie. Адаптовано Стівеном Ерлом. Публічне надбання.
• Малюнок \(\PageIndex\) : «Суперкомп’ютерні моделі магнітного поля Землі» НАСА. Публічне надбання.