Medan geomagnet: ciri, struktur, ciri dan sejarah penyelidikan

2024 Pengarang: Henry Conors | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-02-12 11:05

Medan geomagnet (GP) dijana oleh sumber yang terletak di dalam Bumi, serta dalam magnetosfera dan ionosfera. Ia melindungi planet dan kehidupan di atasnya daripada kesan berbahaya sinaran kosmik. Kehadirannya diperhatikan oleh setiap orang yang memegang kompas dan melihat bagaimana satu hujung anak panah menghala ke selatan, dan satu lagi ke utara. Terima kasih kepada magnetosfera, penemuan hebat telah dibuat dalam fizik, dan setakat ini kehadirannya digunakan untuk navigasi marin, bawah air, penerbangan dan angkasa lepas.

Ciri umum

Planet kita ialah magnet yang besar. Kutub utaranya terletak di bahagian "atas" Bumi, tidak jauh dari kutub geografi, dan kutub selatannya berhampiran kutub geografi yang sepadan. Dari titik-titik ini, garisan daya magnet yang membentuk magnetosfera yang betul menjangkau beribu-ribu kilometer ke angkasa lepas.

Kutub magnet dan geografi adalah jarak yang agak jauh. Jika anda melukis garisan yang jelas antara kutub magnet, anda boleh berakhir dengan paksi magnet dengan sudut kecondongan 11.3 ° ke paksi putaran. Nilai ini tidak tetap, dan semuanya kerana kutub magnet bergerak relatif ke permukaan planet, menukar lokasinya setiap tahun.

Sifat medan geomagnet

Perisai magnet dijana oleh arus elektrik (cas bergerak) yang dilahirkan di teras cecair luar, terletak di dalam Bumi pada kedalaman yang sangat baik. Ia adalah logam cecair, dan ia bergerak. Proses ini dipanggil perolakan. Bahan bergerak nukleus membentuk arus dan, akibatnya, medan magnet.

Perisai magnetik melindungi Bumi daripada sinaran kosmik dengan pasti. Sumber utamanya ialah angin suria - pergerakan zarah terion yang mengalir dari korona suria. Magnetosfera memesongkan aliran berterusan ini, mengubah halanya mengelilingi Bumi, supaya sinaran keras tidak memberi kesan buruk kepada semua hidupan di planet biru.

Jika Bumi tidak mempunyai medan geomagnet, maka angin suria akan menghilangkannya daripada atmosfera. Menurut satu hipotesis, inilah yang berlaku di Marikh. Angin suria adalah jauh dari satu-satunya ancaman, kerana Matahari juga mengeluarkan sejumlah besar bahan dan tenaga dalam bentuk lemparan korona, disertai dengan aliran zarah radioaktif yang kuat. Walau bagaimanapun, walaupun dalam kes ini, medan magnet Bumi melindunginya dengan memesongkan arus iniplanet.

Perisai magnet membalikkan kutubnya kira-kira setiap 250,000 tahun. Kutub magnet utara mengambil tempat utara, dan sebaliknya. Para saintis tidak mempunyai penjelasan yang jelas mengapa ini berlaku.

Sejarah penyelidikan

Perkenalan orang dengan sifat kemagnetan daratan yang menakjubkan berlaku pada awal tamadun. Sudah pada zaman dahulu, bijih besi magnetik, magnetit, diketahui oleh manusia. Walau bagaimanapun, siapa dan bila mendedahkan bahawa magnet semula jadi berorientasikan sama di angkasa berhubung dengan kutub geografi planet ini tidak diketahui. Menurut satu versi, orang Cina sudah biasa dengan fenomena ini pada tahun 1100, tetapi mereka mula menggunakannya dalam amalan hanya dua abad kemudian. Di Eropah Barat, kompas magnet mula digunakan dalam pelayaran pada tahun 1187.

Struktur dan ciri

Medan magnet Bumi boleh dibahagikan kepada:

• medan magnet utama (95%), yang sumbernya terletak di teras luar, konduktif planet;
• medan magnet anomali (4%) yang dicipta oleh batuan di lapisan atas Bumi dengan kerentanan magnet yang baik (salah satu yang paling kuat ialah anomali magnet Kursk);
• medan magnet luaran (juga dipanggil pembolehubah, 1%) yang dikaitkan dengan interaksi solar-terestrial.

Variasi geomagnet biasa

Perubahan dalam medan geomagnet dari semasa ke semasa di bawah pengaruh sumber dalaman dan luaran (berkaitan dengan permukaan planet) dipanggil variasi magnetik. Mereka adalahdicirikan oleh sisihan komponen HP daripada nilai purata di tempat cerapan. Variasi magnet mempunyai penstrukturan semula yang berterusan dalam masa, dan selalunya perubahan sedemikian adalah berkala.

Variasi biasa yang berulang setiap hari ialah perubahan dalam medan magnet yang dikaitkan dengan perubahan solar dan lunar-diurnal dalam keamatan MS. Variasi memuncak pada siang hari dan pada lawan bulan.

Variasi geomagnet tidak teratur

Perubahan ini berlaku akibat pengaruh angin suria pada magnetosfera Bumi, perubahan dalam magnetosfera itu sendiri dan interaksinya dengan atmosfera atas terion.

• Variasi dua puluh tujuh hari wujud sebagai corak kepada pertumbuhan semula gangguan magnetik setiap 27 hari, sepadan dengan tempoh putaran badan angkasa utama berbanding pemerhati duniawi. Aliran ini disebabkan oleh kewujudan kawasan aktif yang berumur panjang pada bintang asal kita, yang diperhatikan semasa beberapa revolusinya. Ia menunjukkan dirinya dalam bentuk pengulangan gangguan geomagnet dan ribut magnet selama 27 hari.
• Variasi sebelas tahun dikaitkan dengan keberkalaan aktiviti membentuk bintik Matahari. Didapati bahawa pada tahun-tahun pengumpulan terbesar kawasan gelap pada cakera suria, aktiviti magnetik juga mencapai maksimumnya, bagaimanapun, pertumbuhan aktiviti geomagnet tertinggal daripada pertumbuhan aktiviti suria secara purata selama setahun.
• Variasi bermusim mempunyai dua tinggi dan dua rendah sepadan dengannyaekuinoks dan waktu solstis.
• Sekular, berbeza dengan yang di atas, - berasal dari luar, terbentuk hasil daripada pergerakan jirim dan proses gelombang dalam teras pengalir elektrik cecair planet ini dan merupakan sumber utama maklumat tentang elektrik. kekonduksian mantel dan teras bawah, tentang proses fizikal yang membawa kepada perolakan jirim, serta mekanisme penjanaan medan geomagnet Bumi. Ini ialah variasi paling perlahan - dengan tempoh antara beberapa tahun hingga setahun.

Pengaruh medan magnet pada dunia hidup

Walaupun hakikatnya perisai magnet tidak dapat dilihat, penduduk planet ini merasakannya dengan sempurna. Sebagai contoh, burung yang berhijrah membina laluan mereka, memfokuskannya. Para saintis mengemukakan beberapa hipotesis mengenai fenomena ini. Salah seorang daripada mereka mencadangkan bahawa burung melihatnya secara visual. Di mata burung yang berhijrah terdapat protein khas (cryptochromes) yang mampu mengubah kedudukannya di bawah pengaruh medan geomagnet. Penulis hipotesis ini pasti bahawa cryptochromes boleh bertindak sebagai kompas. Walau bagaimanapun, bukan sahaja burung, malah penyu laut juga menggunakan skrin magnetik sebagai pelayar GPS.

Kesan skrin magnetik pada seseorang

Kesan medan geomagnet pada seseorang pada asasnya berbeza daripada yang lain, sama ada sinaran atau arus berbahaya, kerana ia menjejaskan tubuh manusia sepenuhnya.

Para saintis percaya bahawa medan geomagnet beroperasi dalam julat frekuensi ultra-rendah, akibatnya ia memenuhiirama fisiologi: pernafasan, jantung dan serebrum. Seseorang mungkin tidak merasakan apa-apa, tetapi badan masih bertindak balas terhadapnya dengan perubahan fungsi dalam sistem saraf, kardiovaskular dan aktiviti otak. Pakar psikiatri telah menjejaki hubungan antara ledakan keamatan medan geomagnet dan keterukan penyakit mental selama bertahun-tahun, selalunya membawa kepada bunuh diri.

aktiviti geomagnet "Mengindeks"

Gangguan medan magnet yang dikaitkan dengan perubahan dalam sistem arus magnetosfera-ionosfera dipanggil aktiviti geomagnet (GA). Untuk menentukan tahapnya, dua indeks digunakan - A dan K. Yang terakhir menunjukkan nilai GA. Ia dikira daripada ukuran perisai magnet yang diambil setiap hari pada selang tiga jam, bermula pada 00:00 UTC (Selaras Masa Sejagat). Nilai tertinggi gangguan magnetik dibandingkan dengan nilai medan geomagnet pada hari yang tenang untuk institusi saintifik tertentu, manakala nilai maksimum sisihan yang diperhatikan diambil kira.

Berdasarkan data yang diperoleh, indeks K dikira. Oleh kerana ia adalah nilai kuasi-logaritma (iaitu, ia meningkat satu dengan peningkatan gangguan sebanyak kira-kira 2 kali ganda), ia tidak boleh dipuratakan untuk mendapatkan gambaran sejarah jangka panjang tentang keadaan medan geomagnet planet ini. Untuk melakukan ini, terdapat indeks A, iaitu purata harian. Ia ditentukan dengan mudah - setiap dimensi indeks K ditukar menjadiindeks setara. Nilai K yang diperoleh sepanjang hari adalah purata, berkat yang mungkin untuk mendapatkan indeks A, nilai yang pada hari biasa tidak melebihi ambang 100, dan semasa ribut magnet yang paling serius ia boleh melebihi 200.

Memandangkan gangguan medan geomagnet di bahagian yang berlainan di planet ini ditunjukkan secara berbeza, nilai indeks A daripada sumber saintifik yang berbeza boleh berbeza dengan ketara. Untuk mengelakkan peningkatan sedemikian, indeks A yang diperolehi oleh balai cerap dikurangkan kepada purata dan indeks global A_p muncul. Perkara yang sama berlaku untuk indeks K_p, iaitu nilai pecahan dalam julat 0-9. Nilainya dari 0 hingga 1 menunjukkan bahawa medan geomagnet adalah normal, yang bermaksud keadaan optimum untuk lulus dalam jalur gelombang pendek dipelihara. Sudah tentu, tertakluk kepada aliran sinaran suria yang agak sengit. Medan geomagnetik 2 titik dicirikan sebagai gangguan magnet sederhana, yang sedikit merumitkan laluan gelombang desimeter. Nilai dari 5 hingga 7 menunjukkan kehadiran ribut geomagnet yang mewujudkan gangguan serius terhadap julat yang disebutkan, dan dengan ribut kuat (8-9 mata) menjadikan laluan gelombang pendek mustahil.

Aktiviti medan geomagnet dalam mata

Ar	Kr	Penerangan
0	0	Tenang
2	1
3
4
7	2	Lemah marah
15	3
27	4	Marah
48	5	Ribut magnet
80	6
132	7	Ribut magnet yang hebat
208	8
400	9

Kesan ribut magnetik terhadap kesihatan manusia

50-70% penduduk dunia terjejas oleh ribut magnet. Pada masa yang sama, permulaan tindak balas tekanan pada sesetengah orang diperhatikan 1-2 hari sebelum gangguan magnetik, apabila suar suria diperhatikan. Bagi yang lain, pada puncak atau beberapa ketika selepas aktiviti geomagnet yang berlebihan.

Orang yang ketagih secara kaedah, serta mereka yang menghidap penyakit kronik, perlu menjejaki maklumat tentang medan geomagnet selama seminggu, untuk mengecualikan tekanan fizikal dan emosi, serta sebarang tindakan dan peristiwa yang boleh membawa kepada untuk memberi tekanan, jika ribut magnet menghampiri.

Sindrom kekurangan medan magnet

Lemahnya medan geomagnet dalam premis (medan hipogeomagnetik) berlaku disebabkan oleh ciri reka bentuk pelbagai bangunan, bahan dinding, serta struktur bermagnet. Apabila anda berada di dalam bilik dengan GP yang lemah, peredaran darah terganggu, bekalan oksigen dan nutrien ke tisu dan organ. Kelemahan perisai magnetik juga menjejaskan sistem saraf, kardiovaskular, endokrin, pernafasan, rangka dan otot.

Doktor Jepun Nakagawa "menelefon"fenomena ini dipanggil "sindrom kekurangan medan magnet manusia". Dalam kepentingannya, konsep ini mungkin bersaing dengan kekurangan vitamin dan mineral.

Simptom utama yang menunjukkan kehadiran sindrom ini ialah:

• keletihan;
• penurunan prestasi;
• insomnia;
• sakit kepala dan sakit sendi;
• hipo- dan hipertensi;
• kerosakan dalam sistem penghadaman;
• gangguan dalam sistem kardiovaskular.