Magnetosfera învăluie orice corp cu un câmp magnetic. Apare datorită faptului că particulele cu sarcini se abat de la linia originală de mișcare sub influența magnetismului intern. Punctul de întâlnire al energiei solare și al câmpului magnetic formează plasma care acoperă învelișul magnetosferic.
Influența Soarelui asupra Pământului
Soarele emite o cantitate mare de energie, care se extinde constant, „se evaporă” spre exterior. Această expansiune se numește vântul solar.
Vântul solar se răspândește în toate direcțiile, umplând tot spațiul interplanetar. Din acest motiv, în regiunea interstelară se formează o formațiune de plasmă numită plasmă vântului solar.
Plama solară se mișcă în spirală, în medie peste 4 zile depășește intervalul dintre Soare și Pământ.
Soarele eliberează energie, datorită căreia viața continuă pe Pământ. Cu toate acestea, radiațiile periculoase provin și de la Soare, care sunt distructive pentru toate ființele vii de pe planeta noastră. Când Pământul se mișcă în jurul Soarelui, radiația este distribuită inegal pe tot parcursul anului. Din acest motiv, anotimpurile se schimbă.
Ce protejează Pământul?
Structura naturală a planetei Pământ o protejează de radiațiile solare dăunătoare. Pământul este înconjurat de mai multe scoici:
- magnetosferă, care protejează de radiația fluxului solar;
- o ionosferă care absoarbe razele X și radiațiile ultraviolete;
- stratul de ozon, care reține cantitățile reziduale de radiații ultraviolete.
Ca urmare, biosfera Pământului (habitatul organismelor vii) este complet protejată.
Magnetosfera Pământului este un strat protector, cel mai îndepărtat de centrul planetei. Este o barieră în calea plasmei vântului solar. Din acest motiv, plasma solară curge în jurul Pământului, formând o formațiune de cavitate în care câmpul geomagnetic este ascuns.
De ce există un câmp magnetic?
Cauzele magnetismului terestru sunt ascunse în interiorul planetei. După cum se știe despre structura planetei Pământ, aceasta constă din:
- core;
- robes;
- crusta pământului.
Există diverse câmpuri în jurul planetei, inclusiv gravitaționale și magnetice. Gravitația în sensul său cel mai simplu este atracția pământului pentru toate particulele materiale.
Magnetismul Pământului constă în fenomenele care au loc la granițele miezului și mantalei. Planeta în sine este un magnet imens, o minge magnetizată uniform.
Cauza fiecărui câmp magnetic este curentul electric sau magnetizarea continuă. Oamenii de știință care se ocupă de problema magnetismului Pământului află:
- motive pentru magneticgravitația Pământului;
- stabiliți conexiuni între magnetismul terestru și sursele sale;
- determină distribuția și direcția câmpului magnetic de pe planetă.
Aceste studii sunt efectuate prin sondaje magnetice, precum și prin observații în observatoare - puncte speciale în diferite regiuni ale globului.
Cum funcționează magnetosfera?
Tipul și structura magnetosferei sunt în curs de dezvoltare:
- vânt solar;
- magnetism pământesc.
Vântul solar este producția de plasmă, care este distribuită de Soare în orice direcție. Viteza vântului la suprafața pământului este de 300-800 km/s. Vântul solar este plin de protoni, electroni, particule alfa și este caracterizat de cvasi-neutralitate. Vântul solar este înzestrat cu magnetism solar, transportat de plasmă foarte departe.
Magnetosfera Pământului este o cavitate destul de complexă. Toate secțiunile sale sunt umplute cu procese cu plasmă, în care mecanismele de accelerare a particulelor sunt de mare importanță. Pe partea însorită, decalajul de la centru până la limitele Pământului este determinat de puterea vântului solar și poate ajunge de la 60 la 70 de mii de kilometri, ceea ce este egal cu 10-12 razele Pământului Re. Re este egal cu 6371 km.
Limitele magnetosferei sunt diferite în funcție de locația în raport cu Soarele. O chenar similară pe partea însorită este similară ca formă cu un proiectil. Distanța sa aproximativă este de 15 Re. Pe partea întunecată, magnetosfera ia forma unei cozi cilindrice, raza sa este de 20-25 Re, lungimea sa este mai mare de 200 Re, capătul este necunoscut.
În magnetosferăexistă zone cu particule de mare energie, ele se numesc „centri de radiații”. Magnetosfera este capabilă să inițieze diverse oscilații și este ea însăși o sursă de radiații, dintre care unele pot pătrunde pe Pământ.
Plasma se scurge în magnetosfera Pământului prin intervale dintre caracteristicile magnetopauzei - cuspizi polari, precum și din cauza fenomenelor și instabilităților hidromagnetice.
Activitatea câmpului magnetic
Magnetosfera Pământului afectează activitatea geomagnetică, furtunile geomagnetice și subfurtunile.
Ea protejează viața de pe Pământ. Fără ea, viața s-ar opri. Potrivit oamenilor de știință, oceanele lui Marte și atmosfera sa au intrat în spațiu din cauza influenței nedissimulate a vântului solar. În același mod, apele lui Venus au fost duse în spațiul cosmic de un curent solar.
Jupiter, Uranus, Saturn și Neptun au și ele o magnetosferă. Marte și Mercur au învelișuri magnetice mici. Venus nu o are deloc, vântul solar este gestionat datorită ionosferei.
Funcții de câmp
Principala proprietate a unui câmp magnetic este intensitatea acestuia. Intensitatea magnetică este o mărime vectorială. Câmpul magnetic al planetei este reprezentat folosind linii de forță, tangente la acestea arată direcția vectorului de intensitate.
Câmpul magnetic astăzi este de 0,5 oersted sau 0,1 a/m. Oamenii de știință permit fluctuații de magnitudine în trecut. Dar în ultimii 2-3,5 miliarde de ani, câmpul geomagnetic nu s-a schimbat.
Punctele de pe Pământ unde tensiunea este direcționată vertical se numesc poli magnetici. Există două pe Pământ:
- Nord;
- Sud.
O linie dreaptă trece prin ambii poli - axa magnetică. Cercul perpendicular pe axă este ecuatorul magnetic. Intensitatea câmpului la ecuator este orizontală.
Poli magnetici
Polii magnetici nu corespund cu cei geografici obisnuiti. Polii geografici sunt plasați de-a lungul axei geografice de-a lungul căreia se rotește planeta. Când Pământul se mișcă în jurul Soarelui, direcția axei Pământului este păstrată.
Acul busolei indică exact polul nord magnetic. Observatoarele magnetice măsoară fluctuațiile câmpului magnetic în timpul zilei, unele dintre ele sunt angajate în fiecare măsurătoare a doua.
Meridianele magnetice merg de la Polul Nord la Polul Sud. Unghiul dintre meridianul magnetic și cel geografic se numește declinație magnetică. Orice punct de pe pământ are propriul unghi de declinare.
La ecuator, săgeata magnetului este plasată orizontal. Când vă deplasați spre nord, capătul superior al săgeții se grăbește în jos. Unghiul dintre indicator și suprafața orizontală este înclinația magnetică. În regiunea polilor, înclinarea este cea mai mare și se ridică la 90 de grade.
Mișcarea câmpului magnetic
Locația polilor magnetici se schimbă în timp.
Inițial, polul magnetic a fost descoperit în 1831, iar apoi a fost situat la sute de kilometri de locația actuală. Distanța aproximativă de călătorie pe an este de 15 km.
În ultimii ani, ritmul de mișcare a polilor magnetici a crescut. Polul Nord se mișcăviteza de 40 km pe an.
Modificarea câmpurilor magnetice
Procesul de schimbare a polarităților de pe Pământ se numește inversiune. Oamenii de știință cunosc cel puțin 100 de cazuri în care câmpul geomagnetic și-a inversat polaritatea.
Se crede că inversarea are loc o dată la 11-12 mii de ani. Alte versiuni se numesc 13, 500 și chiar 780 de mii de ani. Poate inversarea nu are o periodicitate clară. Oamenii de știință cred că în timpul inversiunilor anterioare, viața pe Pământ a fost păstrată.
Oamenii se întreabă: „Când va fi următoarea inversare a polarității?”
Faza de schimbare a polilor a avut loc în ultimul secol. Polul Sud este acum situat în Oceanul Indian, în timp ce Polul Nord se deplasează peste Oceanul Arctic spre Siberia. Câmpul magnetic din apropierea polilor slăbește în acest caz. Tensiunile se reduc.
Cel mai probabil, cu următoarea inversare, viața pe Pământ va continua. Singura întrebare este cu ce preț. Dacă inversarea are loc odată cu dispariția magnetosferei de pe Pământ pentru o perioadă scurtă de timp, aceasta poate fi foarte periculoasă pentru omenire. O planetă neprotejată este expusă efectelor adverse ale razelor cosmice. În plus, epuizarea stratului de ozon poate reprezenta și un pericol grav.
Schimbarea polilor Soarelui, care a avut loc în 2001, nu a dus la închiderea stratului său magnetic. Dacă va exista un scenariu similar pe Pământ, oamenii de știință nu știu.
Perturbarea magnetosferei pământului: impact asupra oamenilor
La abordarea inițială, plasma solară nu ajunge în magnetosferă. Dar în anumite condițiipermeabilitatea plasmei este perturbată, apare deteriorarea învelișului magnetic. Plasma solară și energia sa pătrund în magnetosferă. În ceea ce privește viteza fluxurilor de energie, există trei opțiuni pentru răspunsul magnetosferei:
- Starea liniștită a magnetosferei - carcasa nu își schimbă starea, deoarece viteza de mișcare a energiei este prea mică sau egală cu cantitatea de energie disipată în interiorul sferei magnetice.
- Furtună magnetică. O stare care apare atunci când rata energiei de intrare este mai mare decât rata de disipare staționară și o parte din energie scapă din magnetosferă printr-un canal numit subfurtună. Procesul constă în eliberarea unei părți din energia magnetosferică. Cea mai strălucitoare personificare a sa este aurora boreală. Emisiile de energie în exces pot apărea la intervale de 3 ore în regiunile polare ale ambelor emisfere.
- O furtună magnetică este un proces de perturbare puternică a câmpului datorită vitezei mari a energiei care vine din exterior. Câmpul magnetic se schimbă și mai jos, în regiunea ecuatorului.
Câmpul magnetic al Pământului se modifică local în timpul furtunilor, în timp ce schimbările sunt globale în timpul furtunilor. În orice caz, aceste modificări nu sunt mai mari de câteva procente, ceea ce este mult mai mic decât câmpurile create de om.
Medicina consideră că furtunile magnetice afectează negativ sănătatea umană. În această perioadă crește numărul pacienților care suferă de patologii cardiovasculare, depresie și alte tulburări neuropsihiatrice.tulburări.
Mare este rolul magnetosferei Pământului în toate procesele geografice de pe planetă. Acest înveliș de protecție protejează planeta noastră de multe procese adverse și afectează condițiile meteorologice. Sub influența schimbărilor din magnetosfera de pe Pământ, caracteristicile climatice, formele de viață ale animalelor și plantelor și multe altele se schimbă.
