Magnetosfera apgaubia bet kurį kūną magnetiniu lauku. Atrodo, kad dalelės su krūviais nukrypsta nuo pradinės judėjimo linijos, veikiamos vidinio magnetizmo. Saulės energijos ir magnetinio lauko susitikimo taškas sudaro plazmą, dengiančią magnetosferos apvalkalą.
Saulės įtaka Žemei
Saulė skleidžia didelį kiekį energijos, kuri nuolat plečiasi, „garuoja“į išorę. Šis išsiplėtimas vadinamas saulės vėju.
Saulės vėjas plinta visomis kryptimis, užpildydamas visą tarpplanetinę erdvę. Dėl šios priežasties tarpžvaigždinėje srityje susidaro plazmos darinys, vadinamas saulės vėjo plazma.
Saulės plazma juda spirale, vidutiniškai per 4 dienas įveikia intervalą tarp Saulės ir Žemės.
Saulė išskiria energiją, kurios dėka Žemėje tęsiasi gyvybė. Tačiau pavojinga spinduliuotė sklinda ir iš Saulės, kuri yra pražūtinga visoms mūsų planetos gyvoms būtybėms. Kai Žemė sukasi aplink Saulę, spinduliuotė per metus pasiskirsto netolygiai. Dėl šios priežasties keičiasi sezonai.
Kas saugo Žemę?
Natūrali Žemės planetos struktūra apsaugo ją nuo žalingos saulės spinduliuotės. Žemė yra apsupta kelių kriauklių:
- magnetosfera, apsauganti nuo saulės srauto spinduliuotės;
- jonosfera, sugerianti rentgeno ir ultravioletinę spinduliuotę;
- ozono sluoksnis, kuris sulaiko ultravioletinės spinduliuotės likučius.
Dėl to Žemės biosfera (gyvų organizmų buveinė) yra visiškai apsaugota.
Žemės magnetosfera yra apsauginis sluoksnis, toliausiai nuo planetos centro. Tai kliūtis saulės vėjo plazmai. Dėl šios priežasties saulės plazma teka aplink Žemę, sudarydama ertmę, kurioje paslėptas geomagnetinis laukas.
Kodėl yra magnetinis laukas?
Žemės magnetizmo priežastys yra paslėptos planetos viduje. Kaip žinoma apie Žemės planetos struktūrą, ją sudaro:
- cores;
- chalatai;
- Žemės pluta.
Aplink planetą yra įvairių laukų, įskaitant gravitacinius ir magnetinius. Gravitacija paprasčiausia prasme yra Žemės trauka visoms materialioms dalelėms.
Žemės magnetizmas slypi reiškiniuose, vykstančiuose ties šerdies ir mantijos ribomis. Pati planeta yra didžiulis magnetas, vienodai įmagnetintas rutulys.
Kiekvieno magnetinio lauko priežastis yra elektros srovė arba nuolatinis įmagnetinimas. Mokslininkai, sprendžiantys Žemės magnetizmo problemą, išsiaiškino:
- magnetinės priežastysŽemės gravitacija;
- užmegzti ryšius tarp antžeminio magnetizmo ir jo š altinių;
- nustatykite magnetinio lauko pasiskirstymą ir kryptį planetoje.
Šie tyrimai atliekami atliekant magnetinius tyrimus, taip pat atliekant stebėjimus observatorijose – specialiuose taškuose skirtinguose pasaulio regionuose.
Kaip veikia magnetosfera?
Kuriamas magnetosferos tipas ir struktūra:
- saulės vėjas;
- žemės magnetizmas.
Saulės vėjas yra plazmos išeiga, kuri iš Saulės pasiskirsto bet kuria kryptimi. Vėjo greitis žemės paviršiuje siekia 300–800 km/s. Saulės vėjas užpildytas protonais, elektronais, alfa dalelėmis ir jam būdingas kvazineutralumas. Saulės vėjas pasižymi saulės magnetizmu, kurį plazma nuneša labai toli.
Žemės magnetosfera yra gana sudėtinga ertmė. Visos jos sekcijos užpildytos plazminiais procesais, kuriuose didelę reikšmę turi dalelių pagreičio mechanizmai. Saulėtoje pusėje atotrūkį nuo centro iki Žemės ribų lemia saulės vėjo stiprumas ir jis gali siekti nuo 60 iki 70 tūkstančių kilometrų, o tai prilygsta 10-12 Žemės spindulių Re. Re lygus 6371 km.
Magnetosferos ribos skiriasi priklausomai nuo vietos Saulės atžvilgiu. Panaši kraštinė saulėtoje pusėje savo forma panaši į sviedinį. Jo apytikslis atstumas yra 15 Re. Tamsiojoje pusėje magnetosfera yra cilindrinės uodegos pavidalo, jos spindulys yra 20–25 Re, ilgis didesnis nei 200 Re, galas nežinomas.
Magnetosferojeyra zonų su didelės energijos dalelėmis, jos vadinamos „radiacijos juostomis“. Magnetosfera gali inicijuoti įvairius virpesius ir pati yra spinduliuotės, kurios dalis gali prasiskverbti į Žemę, š altinis.
Plazma prasiskverbia į Žemės magnetosferą per intervalus tarp magnetopauzės požymių – poliarinių spurgų, taip pat dėl hidromagnetinių reiškinių ir nestabilumo.
Magnetinio lauko veikla
Žemės magnetosfera veikia geomagnetinį aktyvumą, geomagnetines audras ir audras.
Ji saugo gyvybę Žemėje. Be jos gyvenimas sustotų. Mokslininkų teigimu, Marso vandenynai ir jo atmosfera į kosmosą pateko dėl neslepiamos saulės vėjo įtakos. Taip pat Veneros vandenis į kosmosą išnešė saulės srovė.
Jupiteris, Uranas, Saturnas ir Neptūnas taip pat turi magnetosferą. Marsas ir Merkurijus turi mažus magnetinius apvalkalus. Venera jo visai neturi, saulės vėjas valdomas jonosferos dėka.
Lauko ypatybės
Pagrindinė magnetinio lauko savybė yra jo intensyvumas. Magnetinis intensyvumas yra vektorinis dydis. Planetos magnetinis laukas pavaizduotas naudojant jėgos linijas, jų liestinės rodo intensyvumo vektoriaus kryptį.
Šiandien magnetinis laukas yra 0,5 oersted arba 0,1 a/m. Mokslininkai leidžia praeities masto svyravimus. Tačiau pastaruosius 2–3,5 milijardo metų geomagnetinis laukas nepasikeitė.
Žemės taškai, kuriuose įtampa nukreipta vertikaliai, vadinami magnetiniais poliais. Žemėje yra du:
- Šiaurė;
- Pietų.
Tiesi linija eina per abu polius – magnetinę ašį. Apskritimas, statmenas ašiai, yra magnetinis ekvatorius. Lauko stiprumas ties pusiauju yra horizontalus.
Magnetiniai poliai
Magnetiniai poliai neatitinka įprastų geografinių. Geografiniai poliai yra išdėstyti išilgai geografinės ašies, išilgai kurios sukasi planeta. Kai Žemė juda aplink Saulę, Žemės ašies kryptis išsaugoma.
Kompaso rodyklė nukreipta tiksliai į magnetinį šiaurės ašigalį. Magnetinės observatorijos matuoja magnetinio lauko svyravimus dienos metu, kai kurios iš jų atlieka kas antrą matavimą.
Magnetiniai meridianai eina nuo Šiaurės ašigalio iki Pietų ašigalio. Kampas tarp magnetinio ir geografinio dienovidinio vadinamas magnetine deklinacija. Bet kuris žemės taškas turi savo deklinacijos kampą.
Prie pusiaujo magneto rodyklė yra horizontaliai. Judant į šiaurę, viršutinis rodyklės galas veržiasi žemyn. Kampas tarp rodyklės ir horizontalaus paviršiaus yra magnetinis pokrypis. Ašigalių srityje pokrypis yra didžiausias ir siekia 90 laipsnių.
Magnetinio lauko judėjimas
Magnetinių polių vieta laikui bėgant keičiasi.
Iš pradžių magnetinis polius buvo aptiktas 1831 m., o vėliau buvo už šimtų kilometrų nuo dabartinės vietos. Apytikslis kelionės atstumas per metus yra 15 km.
Pastaraisiais metais magnetinių polių judėjimo tempas didėja. Šiaurės ašigalis judagreitis 40 km per metus.
Magnetinių laukų keitimas
Polinkių keitimo procesas Žemėje vadinamas inversija. Mokslininkai žino mažiausiai 100 atvejų, kai geomagnetinis laukas pakeitė savo poliškumą.
Manoma, kad inversija įvyksta kartą per 11-12 tūkstančių metų. Kitos versijos vadinamos 13, 500 ir net 780 tūkstančių metų. Galbūt inversija neturi aiškaus periodiškumo. Mokslininkai mano, kad ankstesnių inversijų metu gyvybė Žemėje buvo išsaugota.
Žmonėms kyla klausimas: „Kada kitas poliškumas bus pakeistas?“
Stulpų poslinkio fazė vyko praėjusį šimtmetį. Pietų ašigalis dabar yra Indijos vandenyne, o Šiaurės ašigalis juda per Arkties vandenyną link Sibiro. Magnetinis laukas šalia polių tokiu atveju susilpnėja. Įtampa mažėja.
Greičiausiai su kita inversija gyvybė Žemėje tęsis. Tik klausimas, kokia kaina. Jei inversija įvyksta trumpam išnykus magnetosferai Žemėje, tai gali būti labai pavojinga žmonijai. Neapsaugota planeta yra veikiama neigiamo kosminių spindulių poveikio. Be to, ozono sluoksnio ardymas taip pat gali kelti rimtą pavojų.
2001 m. įvykęs Saulės polių pasikeitimas nenutraukė jos magnetinio sluoksnio. Ar Žemėje bus panašus scenarijus, mokslininkai nežino.
Žemės magnetosferos trikdymas: poveikis žmonėms
Iš pradžių saulės plazma nepasiekia magnetosferos. Bet tam tikromis sąlygomissutrinka plazmos pralaidumas, pažeidžiamas magnetinis apvalkalas. Saulės plazma ir jos energija prasiskverbia pro magnetosferą. Kalbant apie energijos srautų greitį, yra trys magnetosferos reakcijos variantai:
- Rami magnetosferos būsena – apvalkalas nekeičia savo būsenos, nes energijos judėjimo greitis yra per mažas arba lygus magnetinės sferos viduje išsklaidytos energijos kiekiui.
- Magnetinė audra. Būsena, atsirandanti, kai gaunamos energijos greitis yra didesnis nei stacionarios sklaidos greitis, o dalis energijos išeina iš magnetosferos kanalu, vadinamu audra. Procesas susideda iš dalies magnetosferos energijos išlaisvinimo. Ryškiausia jos personifikacija yra aurora borealis. Abiejų pusrutulių poliariniuose regionuose kas 3 valandas gali būti išmetama perteklinė energija.
- Magnetinė audra yra stipraus lauko trikdymo procesas dėl didelio iš išorės sklindančios energijos greičio. Magnetinis laukas taip pat keičiasi žemiau, pusiaujo srityje.
Žemės magnetinis laukas kinta lokaliai per audras, o pokyčiai yra globalūs per audras. Bet kokiu atveju šie pokyčiai nėra didesni nei keli procentai, o tai yra daug mažiau nei žmogaus sukurti laukai.
Medicina mano, kad magnetinės audros neigiamai veikia žmonių sveikatą. Šiuo laikotarpiu daugėja sergančiųjų širdies ir kraujagyslių patologijomis, depresija ir kitais neuropsichiatriniais sutrikimais.sutrikimai.
Puikus yra Žemės magnetosferos vaidmuo visuose planetos geografiniuose procesuose. Šis apsauginis apvalkalas apsaugo mūsų planetą nuo daugelio nepalankių procesų ir įtakoja oro sąlygas. Veikiant Žemės magnetosferos pokyčiams, keičiasi klimato ypatybės, gyvūnų ir augalų gyvenimo formos ir daug daugiau.
