Geomagnetiese veld: kenmerke, struktuur, kenmerke en geskiedenis van navorsing

INHOUDSOPGAWE:

Geomagnetiese veld: kenmerke, struktuur, kenmerke en geskiedenis van navorsing
Geomagnetiese veld: kenmerke, struktuur, kenmerke en geskiedenis van navorsing
Anonim

Die geomagnetiese veld (GP) word gegenereer deur bronne wat binne die Aarde geleë is, sowel as in die magnetosfeer en ionosfeer. Dit beskerm die planeet en lewe daarop teen die skadelike gevolge van kosmiese straling. Sy teenwoordigheid is waargeneem deur almal wat die kompas vasgehou het en gesien het hoe die een punt van die pyl na die suide wys, en die ander na die noorde. Danksy die magnetosfeer is groot ontdekkings in fisika gemaak, en tot dusver word die teenwoordigheid daarvan vir see-, onderwater-, lugvaart- en ruimtenavigasie gebruik.

Algemene kenmerke

Ons planeet is 'n groot magneet. Sy noordpool is in die "boonste" deel van die aarde geleë, nie ver van die geografiese pool nie, en sy suidpool is naby die ooreenstemmende geografiese pool. Vanaf hierdie punte strek die magnetiese kraglyne wat die magnetosfeer uitmaak vir baie duisende kilometers die ruimte in.

geomagnetiese veld

Magnetiese en geografiese pole is redelik ver uitmekaar. As jy 'n duidelike lyn tussen die magnetiese pole trek, kan jy eindig met 'n magnetiese as met 'n hellingshoek van 11,3 ° met die rotasie-as. Hierdie waarde is nie konstant nie, en dit alles omdat die magnetiese pole relatief tot die oppervlak van die planeet beweeg en hul ligging jaarliks ​​verander.

Aard van die geomagnetiese veld

Die magnetiese skild word gegenereer deur elektriese strome (bewegende ladings) wat gebore word in die buitenste vloeibare kern, geleë binne die Aarde op 'n baie ordentlike diepte. Dit is 'n vloeibare metaal, en dit beweeg. Hierdie proses word konveksie genoem. Die bewegende stof van die kern vorm strome en as gevolg daarvan magnetiese velde.

Magnetiese skild beskerm die Aarde betroubaar teen kosmiese straling. Die hoofbron daarvan is die sonwind – die beweging van geïoniseerde deeltjies wat uit die sonkorona vloei. Die magnetosfeer deflekteer hierdie aaneenlopende vloei en herlei dit om die Aarde, sodat harde bestraling nie 'n nadelige uitwerking op alle lewe op die blou planeet het nie.

verswakking van die geomagnetiese veld

As die Aarde nie 'n geomagnetiese veld gehad het nie, dan sou die sonwind dit van die atmosfeer ontneem. Volgens een hipotese is dit presies wat op Mars gebeur het. Die sonwind is ver van die enigste bedreiging, aangesien die Son ook groot hoeveelhede materie en energie vrystel in die vorm van koronale uitstoot, gepaardgaande met 'n sterk stroom radioaktiewe deeltjies. Selfs in hierdie gevalle beskerm die Aarde se magnetiese veld dit egter deur hierdie strome van af te buigplanete.

Die magnetiese skild keer sy pole ongeveer elke 250 000 jaar om. Die noorde magnetiese pool neem die plek van die noorde in, en omgekeerd. Wetenskaplikes het geen duidelike verduideliking hoekom dit gebeur nie.

Navorsingsgeskiedenis

Kennismaking van mense met die wonderlike eienskappe van aardse magnetisme het plaasgevind met die aanbreek van die beskawing. Reeds in die oudheid was magnetiese ystererts, magnetiet, aan die mensdom bekend. Wie en wanneer aan die lig gebring het dat natuurlike magnete ewe in die ruimte in verhouding tot die geografiese pole van die planeet is, is onbekend. Volgens een weergawe was die Chinese reeds in 1100 met hierdie verskynsel bekend, maar hulle het dit eers twee eeue later in die praktyk begin gebruik. In Wes-Europa het die magnetiese kompas in 1187 in navigasie begin gebruik word.

Struktuur en kenmerke

aard van die geomagnetiese veld

Die aarde se magneetveld kan verdeel word in:

  • die hoofmagnetiese veld (95%), waarvan die bronne in die buitenste, geleidende kern van die planeet geleë is;
  • anomale magnetiese veld (4%) geskep deur rotse in die boonste laag van die Aarde met goeie magnetiese vatbaarheid (een van die kragtigste is die Kursk-magnetiese anomalie);
  • eksterne magnetiese veld (ook genoem veranderlike, 1%) wat met son-aardse interaksies geassosieer word.

Gereelde geomagnetiese variasies

Veranderinge in die geomagnetiese veld oor tyd onder die invloed van beide interne en eksterne (in verhouding tot die oppervlak van die planeet) bronne word magnetiese variasies genoem. Hulle isword gekenmerk deur die afwyking van die HP-komponente van die gemiddelde waarde op die plek van waarneming. Magnetiese variasies het 'n voortdurende herstrukturering in tyd, en sulke veranderinge is dikwels periodiek.

geomagnetiese veld norm

Gereelde variasies wat daagliks herhaal is veranderinge in die magnetiese veld wat geassosieer word met sonkrag en maan-dag veranderinge in die MS intensiteit. Variasies bereik 'n hoogtepunt gedurende die dag en by maanopposisie.

Onreëlmatige geomagnetiese variasies

Hierdie veranderinge vind plaas as gevolg van die invloed van die sonwind op die Aarde se magnetosfeer, veranderinge binne die magnetosfeer self en sy interaksie met die geïoniseerde boonste atmosfeer.

  • Sewe-en-twintig dae variasies bestaan ​​as 'n patroon van die hergroei van magnetiese versteuring elke 27 dae, wat ooreenstem met die tydperk van rotasie van die hoofhemelliggaam relatief tot die aardse waarnemer. Hierdie neiging is te wyte aan die bestaan ​​van langlewende aktiewe streke op ons tuisster, waargeneem tydens verskeie van sy omwentelinge. Dit manifesteer hom in die vorm van 'n 27-dae herhaling van geomagnetiese steurings en magnetiese storms.
  • Elf-jaar variasies word geassosieer met die periodisiteit van die Son se kolvormende aktiwiteit. Daar is gevind dat gedurende die jare van die grootste ophoping van donker areas op die sonskyf, magnetiese aktiwiteit ook sy maksimum bereik, maar die groei van geomagnetiese aktiwiteit bly gemiddeld 'n jaar agter die groei van sonaktiwiteit.
  • Seisoenale variasies het twee hoogtepunte en twee laagtepunte wat ooreenstem metequinoxes en sonstilstandtye.
  • Sekulêr, in teenstelling met bogenoemde, - van eksterne oorsprong, word gevorm as gevolg van die beweging van materie en golfprosesse in die vloeibare elektries geleidende kern van die planeet en is die hoofbron van inligting oor die elektriese geleidingsvermoë van die onderste mantel en kern, oor die fisiese prosesse wat lei tot die konveksie van materie, sowel as die meganisme van opwekking van die aarde se geomagnetiese veld. Dit is die stadigste variasies - met tydperke wat wissel van etlike jare tot 'n jaar.

Die invloed van die magneetveld op die lewende wêreld

Ondanks die feit dat die magnetiese skild nie gesien kan word nie, voel die inwoners van die planeet dit perfek. Trekvoëls bou byvoorbeeld hul roete en fokus daarop. Wetenskaplikes het verskeie hipoteses oor hierdie verskynsel voorgehou. Een daarvan stel voor dat voëls dit visueel waarneem. In die oë van trekvoëls is daar spesiale proteïene (kriptochrome) wat hul posisie onder die invloed van die geomagnetiese veld kan verander. Die skrywers van hierdie hipotese is seker dat kriptochrome as 'n kompas kan optree. Nie net voëls nie, maar ook seeskilpaaie gebruik egter die magnetiese skerm as 'n GPS-navigator.

geomagnetiese veld 2 punte

Die impak van 'n magnetiese skerm op 'n persoon

Die effek van die geomagnetiese veld op 'n persoon verskil wesenlik van enige ander, hetsy straling of 'n gevaarlike stroom, aangesien dit die menslike liggaam heeltemal affekteer.

Wetenskaplikes glo dat die geomagnetiese veld in 'n ultra-lae frekwensiegebied werk, as gevolg daarvan voldoen dit aan die belangrikstefisiologiese ritmes: respiratoriese, kardiale en serebrale. 'n Persoon voel dalk niks, maar die liggaam reageer steeds daarop met funksionele veranderinge in die senuwee-, kardiovaskulêre stelsels en breinaktiwiteit. Psigiaters volg al vir baie jare die verband tussen uitbarstings van geomagnetiese veldintensiteit en verergering van geestesiektes, wat dikwels tot selfmoord lei.

"Indeksering" geomagnetiese aktiwiteit

Magnetiese veldversteurings wat verband hou met veranderinge in die magnetosferiese-ionosferiese stroomstelsel word geomagnetiese aktiwiteit (GA) genoem. Om die vlak daarvan te bepaal, word twee indekse gebruik - A en K. Laasgenoemde toon die waarde van GA. Dit word bereken uit magnetiese skildmetings wat elke dag met intervalle van drie uur geneem word, vanaf 00:00 UTC (Universal Time Coordinated). Die hoogste waardes van die magnetiese versteuring word vergelyk met die waardes van die geomagnetiese veld van 'n stil dag vir 'n sekere wetenskaplike instelling, terwyl die maksimum waardes van die waargenome afwykings in ag geneem word.

geomagnetiese veld vir 'n week

Baseer op die verkryde data, word die K-indeks bereken. As gevolg van die feit dat dit 'n kwasi-logaritmiese waarde is (dit wil sê dit verhoog met een met 'n toename in versteuring met ongeveer 2 keer), kan dit nie gemiddeld word om 'n langtermyn-historiese beeld van die toestand van die geomagnetiese velde van die planeet te verkry. Om dit te doen, is daar 'n indeks A, wat 'n daaglikse gemiddelde is. Dit word eenvoudig bepaal - elke dimensie van die indeks K word omgeskakel naekwivalente indeks. Die K-waardes wat deur die dag verkry word, word gemiddeld, waardeur dit moontlik is om die A-indeks te verkry, waarvan die waarde op gewone dae nie die drempel van 100 oorskry nie, en tydens die ernstigste magnetiese storms dit 200 kan oorskry.

Aangesien die versteurings van die geomagnetiese veld in verskillende dele van die planeet verskillend gemanifesteer word, kan die waardes van die A-indeks van verskillende wetenskaplike bronne merkbaar verskil. Om so 'n aanloop te vermy, word die indekse A wat deur die sterrewagte verkry is, verminder tot die gemiddelde en die globale indeks Ap verskyn. Dieselfde geld vir die indeks Kp, wat 'n breukwaarde in die reeks 0-9 is. Die waarde daarvan van 0 tot 1 dui aan dat die geomagnetiese veld normaal is, wat beteken dat optimale toestande vir verbygaan in die kortgolfbande behoue ​​bly. Natuurlik, onderhewig aan 'n redelik intense vloei van sonstraling. 'n Geomagnetiese veld van 2 punte word gekenmerk as 'n matige magnetiese versteuring, wat die deurgang van desimetergolwe effens bemoeilik. Waardes van 5 tot 7 dui die teenwoordigheid van geomagnetiese storms aan wat ernstige inmenging met die genoemde reeks veroorsaak, en met 'n sterk storm (8-9 punte) maak die deurgang van kort golwe onmoontlik.

Geomagnetiese veldaktiwiteit in punte

Ar Kr Beskrywing
0 0 Kalm
2 1
3
4
7 2 Swak verontwaardig
15 3
27 4 Verontwaardig
48 5 Magnetiese storm
80 6
132 7 Groot magnetiese storm
208 8
400 9

Die impak van magnetiese storms op menslike gesondheid

50-70% van die wêreld se bevolking word deur magnetiese storms geraak. Terselfdertyd word die aanvang van 'n stresreaksie by sommige mense opgemerk 1-2 dae voor 'n magnetiese versteuring, wanneer sonvlamme waargeneem word. Vir ander, op die hoogtepunt of 'n geruime tyd na oormatige geomagnetiese aktiwiteit.

geomagnetiese veld impak op mense

Metodies verslaafde mense, sowel as diegene wat aan chroniese siektes ly, moet inligting oor die geomagnetiese veld vir 'n week opspoor om fisiese en emosionele stres uit te sluit, asook enige aksies en gebeurtenisse wat kan lei om te stres, as magnetiese storms nader kom.

Magnetiese veldtekortsindroom

Die verswakking van die geomagnetiese veld in die perseel (hipogeomagnetiese veld) vind plaas as gevolg van die ontwerpkenmerke van verskeie geboue, muurmateriaal, sowel as gemagnetiseerde strukture. Wanneer jy in 'n kamer met 'n verswakte huisdokter is, word bloedsirkulasie versteur, die toevoer van suurstof en voedingstowwe aan weefsels en organe. Die verswakking van die magnetiese skild affekteer ook die senuwee-, kardiovaskulêre, endokriene, respiratoriese, skelet- en spierstelsels.

Japannese dokter Nakagawa "gebel"hierdie verskynsel word "menslike magnetiese veld-tekortsindroom" genoem. In sy betekenis kan hierdie konsep heel moontlik meeding met die tekort aan vitamiene en minerale.

Die hoofsimptome wat die teenwoordigheid van hierdie sindroom aandui, is:

  • moegheid;
  • afname in prestasie;
  • slapeloosheid;
  • hoofpyn en gewrigspyn;
  • hipo- en hipertensie;
  • wanfunksies in die spysverteringstelsel;
  • afwykings in die kardiovaskulêre stelsel.

Gewilde onderwerp