Pole geomagnetyczne (GP) jest generowane przez źródła znajdujące się wewnątrz Ziemi, a także w magnetosferze i jonosferze. Chroni planetę i życie na niej przed szkodliwym działaniem promieniowania kosmicznego. Jego obecność obserwowali wszyscy, którzy trzymali kompas i widzieli jeden koniec strzały skierowany na południe, a drugi na północ. Dzięki magnetosferze dokonano wielkich odkryć w fizyce, a mimo to jej obecność jest wykorzystywana do nawigacji morskiej, podwodnej, lotniczej i kosmicznej.
Ogólna charakterystyka
Nasza planeta jest ogromnym magnesem. Jej biegun północny znajduje się w „górnej” części Ziemi, niedaleko bieguna geograficznego, a biegun południowy znajduje się obok odpowiedniego bieguna geograficznego. Z tych punktów przez wiele tysięcy kilometrów w kosmos rozciągają się magnetyczne linie siły, które tworzą samą magnetosferę.
Słupy magnetyczne i geograficzne są dość daleko od siebie. Jeśli narysujesz wyraźną linię między biegunami magnetycznymi, możesz w końcu uzyskać oś magnetyczną o kącie nachylenia 11, 3 ° do osi obrotu. Ta wartość nie jest stała, a wszystko dlatego, że bieguny magnetyczne poruszają się względem powierzchni planety, zmieniając co roku swoje położenie.
Charakter pola geomagnetycznego
Ekran magnetyczny jest generowany przez prądy elektryczne (ruchome ładunki), które rodzą się w zewnętrznym płynnym rdzeniu znajdującym się w Ziemi na bardzo przyzwoitej głębokości. To płynący metal i porusza się. Ten proces nazywa się konwekcją. Poruszająca się materia jądra tworzy prądy, aw rezultacie pola magnetyczne.
Ekran magnetyczny niezawodnie chroni Ziemię przed promieniowaniem kosmicznym. Jego głównym źródłem jest wiatr słoneczny - ruch zjonizowanych cząstek wypływających z korony słonecznej. Magnetosfera odchyla ten ciągły strumień, kierując go wokół Ziemi, dzięki czemu twarde promieniowanie nie ma szkodliwego wpływu na wszystkie żywe stworzenia na niebieskiej planecie.
Gdyby Ziemia nie miała pola geomagnetycznego, wiatr słoneczny pozbawiłby ją atmosfery. Według jednej hipotezy dokładnie tak stało się na Marsie. Wiatr słoneczny nie jest jedynym zagrożeniem, ponieważ Słońce uwalnia dużą ilość materii i energii w postaci emisji koronalnych, czemu towarzyszy silny strumień radioaktywnych cząstek. Jednak nawet w tych przypadkach ziemskie pole magnetyczne chroni go, odbijając te prądy od planety.
Ekran magnetyczny zmienia bieguny mniej więcej raz na 250 000 lat. Magnetyczny biegun północny zajmuje miejsce północy i na odwrót. Naukowcy nie mają jasnego wyjaśnienia, dlaczego tak się dzieje.
Historia badań
Znajomość ludzi z niesamowitymi właściwościami ziemskiego magnetyzmu miała miejsce u zarania cywilizacji. Już w starożytności ludzkość znana była z magnetycznej rudy żelaza - magnetytu. Jednak kto i kiedy ujawniono, że naturalne magnesy są w równym stopniu zorientowane w przestrzeni w odniesieniu do biegunów geograficznych planety, nie jest znany. Według jednej wersji Chińczycy znali to zjawisko już w 1100 roku, jednak zaczęli go stosować w praktyce dopiero dwa wieki później. W Europie Zachodniej kompas magnetyczny zaczął być wykorzystywany w nawigacji w 1187 roku.
Struktura i charakterystyka
Ziemskie pole magnetyczne można podzielić na:
- główne pole magnetyczne (95%), którego źródła znajdują się w zewnętrznym przewodzącym rdzeniu prądu elektrycznego planety;
- anomalne pole magnetyczne (4%) wytwarzane przez skały w górnej warstwie Ziemi o dobrej podatności magnetycznej (jedną z najpotężniejszych jest anomalia magnetyczna Kurska);
- zewnętrzne pole magnetyczne (zwane także przemiennym, 1%) związane z oddziaływaniami słoneczno-ziemnymi.
Regularne zmiany geomagnetyczne
Zmiany pola geomagnetycznego w czasie pod wpływem źródeł zarówno wewnętrznych, jak i zewnętrznych (w odniesieniu do powierzchni planety) nazywane są odmianami magnetycznymi. Charakteryzują się one odchyleniem składników GP od średniej wartości w miejscu obserwacji. Zmiany magnetyczne mają ciągłą regulację w czasie i często takie zmiany mają charakter okresowy.
Regularne zmiany powtarzane codziennie to zmiany pola magnetycznego związane ze słonecznymi i księżycowymi zmianami dobowymi intensywności GP. Różnice osiągają maksimum w ciągu dnia i podczas konfrontacji księżycowej.
Nieregularne zmiany geomagnetyczne
Zmiany te powstają w wyniku wpływu wiatru słonecznego na magnetosferę Ziemi, zmian w samej magnetosferze i jej interakcji z zjonizowaną górną atmosferą.
- Istnieją dwadzieścia siedem dni odmiany jako wzorzec ponownego wzrostu zaburzeń magnetycznych co 27 dni, odpowiadający okresowi rotacji głównego ciała niebieskiego względem obserwatora ziemi. Tendencja ta wynika z istnienia aktywnych długowiecznych regionów naszej rodzimej gwiazdy, obserwowanych podczas kilku jej obrotów. Przejawia się w postaci 27-dniowej powtarzalności zaburzeń geomagnetycznych i burz magnetycznych.
- Różnice jedenastoletnie związane są z okresowością aktywności plamotwórczej Słońca. Okazało się, że w latach największej koncentracji ciemnych obszarów na dysku słonecznym aktywność magnetyczna również osiąga maksimum, jednak wzrost aktywności geomagnetycznej jest opóźniony w stosunku do średniego wzrostu Słońca o średnio jeden rok.
- Odmiany sezonowe mają dwa maksima i dwa minimum odpowiadające okresom równonocy i czasowi przesilenia.
- Stuletnie, w przeciwieństwie do powyższego, pochodzenia zewnętrznego powstają w wyniku ruchu materii i procesów falowych w płynnym rdzeniu przewodzącym planety i są głównym źródłem informacji o przewodności elektrycznej dolnego płaszcza i rdzenia, o procesach fizycznych prowadzących do konwekcji materii, a także o mechanizmie Generowanie pola geomagnetycznego Ziemi. Są to najwolniejsze odmiany - z okresami od kilku lat do roku.
Wpływ pola magnetycznego na żywy świat
Mimo że ekran magnetyczny nie jest widoczny, mieszkańcy planety czują to doskonale. Na przykład ptaki wędrowne budują swoją trasę, koncentrując się na niej. Naukowcy wysunęli kilka hipotez dotyczących tego zjawiska. Jedna z nich sugeruje, że ptaki postrzegają to wizualnie. W oczach ptaków wędrownych istnieją specjalne białka (kryptochromy), które są w stanie zmienić swoją pozycję pod wpływem pola geomagnetycznego. Autorzy tej hipotezy są pewni, że kryptochromy mogą odgrywać rolę kompasu. Jednak nie tylko ptaki, ale także żółwie morskie używają ekranu magnetycznego jako nawigatora GPS.
Narażenie człowieka na ekran magnetyczny
Wpływ pola geomagnetycznego na osobę różni się zasadniczo od innych, niezależnie od tego, czy jest to promieniowanie, czy niebezpieczny prąd, ponieważ wpływa on całkowicie na ludzkie ciało.
Naukowcy uważają, że pole geomagnetyczne działa w zakresie ultra niskich częstotliwości, w wyniku czego spełnia podstawowe rytmy fizjologiczne: oddechowy, sercowy i mózgowy. Osoba może nic nie czuć, ale ciało nadal reaguje na nią zmianami funkcjonalnymi układu nerwowego, sercowo-naczyniowego i aktywności mózgu. Od wielu lat psychiatrzy śledzą związek między skokami natężenia pola geomagnetycznego a zaostrzeniem chorób psychicznych, często prowadząc do samobójstwa.
„Indeksowanie” aktywności geomagnetycznej
Zaburzenia pola magnetycznego związane ze zmianami w układzie prądowym magnetosfery-jonosfery nazywane są aktywnością geomagnetyczną (GA). Aby określić jego poziom, stosuje się dwa wskaźniki - A i K. Ten ostatni pokazuje wartość GA. Oblicza się go na podstawie pomiarów ekranu magnetycznego wykonywanych codziennie w odstępach trzygodzinnych, zaczynając od 00:00 UTC (uniwersalny czas koordynowany). Najwyższe wskaźniki zaburzeń magnetycznych są porównywane z wartościami pola geomagnetycznego spokojnego dnia dla danej instytucji naukowej, przy uwzględnieniu maksymalnych wartości z zaobserwowanych odchyleń.
Na podstawie uzyskanych danych oblicza się wskaźnik K. Ze względu na fakt, że jest to quasi-logarytmiczna wielkość (tj. Zwiększa się w jedności ze wzrostem zaburzeń o około 2 razy), nie można jej uśrednić, aby uzyskać długoterminowy historyczny obraz stanu pola geomagnetycznego planety. W tym celu istnieje indeks A, który jest średnią wartością dzienną. Jest to określane po prostu - każdy wymiar indeksu K jest konwertowany na indeks równoważny. Wartości K uzyskane w ciągu dnia są uśredniane, dzięki czemu można uzyskać indeks A, którego wartość w zwykłe dni nie przekracza progu 100, aw okresie silnych burz magnetycznych może przekroczyć 200.
Ponieważ zaburzenia pola geomagnetycznego w różnych punktach planety nie są takie same, wartości wskaźnika A z różnych źródeł naukowych mogą się znacznie różnić. Aby uniknąć takiego wzrostu, wskaźniki A uzyskane przez obserwatoria są redukowane do średniej i pojawia się globalny wskaźnik A r. To samo dotyczy wskaźnika Kp, który jest wartością ułamkową w zakresie 0–9. Jego wartość od 0 do 1 wskazuje, że pole geomagnetyczne jest normalne, co oznacza, że zachowane są optymalne warunki przejścia w zakresie fal krótkich. Oczywiście pod warunkiem dość intensywnego przepływu promieniowania słonecznego. 2-punktowe pole geomagnetyczne jest charakteryzowane jako umiarkowane zaburzenie magnetyczne, które nieznacznie komplikuje przepływ fal decymetrowych. Wartości od 5 do 7 wskazują na obecność burz geomagnetycznych, które poważnie zakłócają wspomniany zasięg, aw przypadku silnej burzy (8–9 punktów) przejście fal krótkich jest niemożliwe.
| Ar | Do r | Opis |
| 0 | 0 | Spokój |
| 2) | 1 | |
| 3) | ||
| 4 | ||
| 7 | 2) | Słabo oburzony |
| 15 | 3) | |
| 27 | 4 | Oburzony |
| 48 | 5 | Burza magnetyczna |
| 80 | 6 | |
| 132 | 7 | Wielka burza magnetyczna |
| 208 | 8 | |
| 400 | 9 |
Wpływ burz magnetycznych na zdrowie ludzi
Negatywne skutki burz magnetycznych dotykają 50–70% populacji świata. Jednocześnie u niektórych osób obserwuje się reakcję stresową na 1-2 dni przed zaburzeniami magnetycznymi, kiedy obserwuje się wybuchy słońca. Dla innych, w szczycie lub w pewnym momencie po nadmiernej aktywności geomagnetycznej.
Ludzie zależni od meto, jak również osoby cierpiące na choroby przewlekłe, muszą śledzić informacje o polu geomagnetycznym przez tydzień, aby przy możliwym podejściu burz magnetycznych, stresu fizycznego i emocjonalnego, a także wszelkich działań i zdarzeń, które mogą prowadzić do stresu, można wykluczyć.
