مگنتوسفر هر جسمی را با میدان مغناطیسی می پوشاند. به نظر می رسد به دلیل این واقعیت است که ذرات دارای بار تحت تأثیر مغناطیس داخلی از خط اصلی حرکت منحرف می شوند. نقطه تلاقی انرژی خورشیدی و میدان مغناطیسی پلاسمایی را تشکیل می دهد که پوسته مگنتوسفر را می پوشاند.
تاثیر خورشید بر زمین
خورشید مقدار زیادی انرژی ساطع می کند که دائماً در حال انبساط است و به بیرون "تبخیر" می شود. این انبساط باد خورشیدی نامیده می شود.
باد خورشیدی در همه جهات پخش می شود و تمام فضای بین سیاره ای را پر می کند. به همین دلیل، تشکیل پلاسمایی به نام پلاسمای باد خورشیدی در ناحیه بین ستاره‌ای تشکیل می‌شود.
پلاسمای خورشیدی به صورت مارپیچی حرکت می کند، به طور متوسط در طول 4 روز بر فاصله بین خورشید و زمین غلبه می کند.
خورشید انرژی آزاد می کند که به لطف آن زندگی در زمین ادامه می یابد. با این حال، تشعشعات خطرناکی نیز از خورشید می آید که برای همه موجودات زنده روی سیاره ما مخرب است. هنگامی که زمین به دور خورشید حرکت می کند، تابش در طول سال به طور نابرابر توزیع می شود. به همین دلیل، فصل ها تغییر می کنند.
چه چیزی از زمین محافظت می کند؟
ساختار طبیعی سیاره زمین از آن در برابر تشعشعات مضر خورشید محافظت می کند. زمین توسط چندین پوسته احاطه شده است:
- مگنتوسفر، که از تشعشعات شار خورشیدی محافظت می کند؛
- یونوسفری که اشعه ایکس و اشعه ماوراء بنفش را جذب می کند؛
- لایه اوزون، که مقدار باقیمانده اشعه ماوراء بنفش را مهار می کند.
در نتیجه، زیست کره زمین (زیستگاه موجودات زنده) کاملاً محافظت می شود.
مگنتوسفر زمین یک لایه محافظ است که دورترین لایه از مرکز سیاره است. سدی در برابر پلاسمای باد خورشیدی است. به همین دلیل، پلاسمای خورشیدی در اطراف زمین جریان دارد و تشکیل حفره ای را تشکیل می دهد که میدان ژئومغناطیسی در آن پنهان است.
چرا میدان مغناطیسی وجود دارد؟
علل مغناطیس زمینی در داخل سیاره پنهان است. همانطور که در مورد ساختار سیاره زمین شناخته شده است، آن شامل:است.
- هسته;
- لباس؛
- پوسته زمین.
در اطراف سیاره میدان های مختلفی از جمله گرانشی و مغناطیسی وجود دارد. گرانش در ساده ترین معنای آن، جاذبه زمین برای تمام ذرات مادی است.
مغناطیس زمین در پدیده هایی است که در مرزهای هسته و گوشته رخ می دهند. سیاره خود یک آهنربای بزرگ است، یک توپ یکنواخت مغناطیسی.
علت هر میدان مغناطیسی جریان الکتریکی یا مغناطش پیوسته است. دانشمندانی که با مشکل مغناطیس زمین سروکار دارند متوجه می شوند:
- دلایل برای مغناطیسیجاذبه زمین؛
- برقراری ارتباط بین مغناطیس زمینی و منابع آن؛
- تعیین توزیع و جهت میدان مغناطیسی روی سیاره.
این مطالعات از طریق بررسی های مغناطیسی و همچنین از طریق مشاهدات در رصدخانه ها - نقاط ویژه در مناطق مختلف کره زمین انجام می شود.
مگنتوسفر چگونه کار می کند؟
نوع و ساختار مگنتوسفر در حال توسعه است:
- باد خورشیدی؛
- مغناطیس زمین.
باد خورشیدی خروجی پلاسما است که از خورشید در هر جهتی توزیع می شود. سرعت باد در سطح زمین 300-800 کیلومتر بر ثانیه است. باد خورشیدی پر از پروتون، الکترون، ذرات آلفا است و با شبه خنثی بودن مشخص می شود. باد خورشیدی دارای مغناطیس خورشیدی است که توسط پلاسما بسیار دور منتقل می شود.
مگنتوسفر زمین یک حفره نسبتاً پیچیده است. تمام بخش های آن با فرآیندهای پلاسما پر شده است که در آن مکانیسم های شتاب ذرات از اهمیت بالایی برخوردار است. در سمت آفتابی، شکاف از مرکز تا مرزهای زمین با قدرت باد خورشیدی تعیین می شود و می تواند از 60 تا 70 هزار کیلومتر برسد که برابر با 10-12 شعاع زمین Re است. Re برابر با 6371 کیلومتر است.
مرزهای مگنتوسفر بسته به موقعیت مکانی نسبت به خورشید متفاوت است. یک حاشیه مشابه در سمت آفتابی از نظر شکل شبیه به یک پرتابه است. فاصله تقریبی آن 15 Re است. در سمت تاریک، مگنتوسفر به شکل دم استوانه ای شکل می گیرد، شعاع آن 20-25 Re است، طول آن بیش از 200 Re است، انتهای آن ناشناخته است.
در مغناطیس کرهمناطقی با ذرات با انرژی بالا وجود دارد که به آنها "کمربند تابشی" می گویند. مگنتوسفر قادر به شروع نوسانات مختلف است و خود منبع تشعشعاتی است که برخی از آنها می توانند به زمین نفوذ کنند.
نشت پلاسما به مغناطیس کره زمین از طریق فواصل بین ویژگی های مگنتوپوز - کاسپ های قطبی، و همچنین به دلیل پدیده های هیدرومغناطیسی و ناپایداری.
فعالیت میدان مغناطیسی
مگنتوسفر زمین بر فعالیت های ژئومغناطیسی، طوفان های ژئومغناطیسی و طوفان های فرعی تأثیر می گذارد.
او از زندگی روی زمین محافظت می کند. بدون او، زندگی متوقف می شود. به گفته دانشمندان، اقیانوس های مریخ و جو آن به دلیل نفوذ پنهان باد خورشیدی به فضا رفته است. به همین ترتیب، آب‌های زهره توسط یک جریان خورشیدی به فضای بیرونی منتقل شدند.
مشتری، اورانوس، زحل و نپتون نیز دارای مگنتوسفر هستند. مریخ و عطارد دارای پوسته های مغناطیسی کوچکی هستند. زهره اصلاً آن را ندارد، باد خورشیدی به لطف یونوسفر مدیریت می شود.
ویژگی های فیلد
خاصیت اصلی میدان مغناطیسی شدت آن است. شدت مغناطیسی یک کمیت برداری است. میدان مغناطیسی سیاره با استفاده از خطوط نیرو به تصویر کشیده شده است، مماس بر آنها جهت بردار شدت را نشان می دهد.
میدان مغناطیسی امروزی ۰.۵ eersted یا ۰.۱ a/m است. دانشمندان در گذشته نوسانات بزرگی را مجاز می دانند. اما در 2 تا 3.5 میلیارد سال گذشته، میدان ژئومغناطیسی تغییر نکرده است.
نقاط روی زمین که کشش در آنها به صورت عمودی هدایت می شود، قطب های مغناطیسی نامیده می شوند. دو روی زمین وجود دارد:
- شمال؛
- جنوبی.
یک خط مستقیم از هر دو قطب - محور مغناطیسی - می گذرد. دایره عمود بر محور استوای مغناطیسی است. شدت میدان در استوا افقی است.
قطبهای مغناطیسی
قطب های مغناطیسی با قطب های جغرافیایی معمول مطابقت ندارند. قطب های جغرافیایی در امتداد محور جغرافیایی قرار می گیرند که سیاره در امتداد آن می چرخد. هنگامی که زمین به دور خورشید حرکت می کند، جهت محور زمین حفظ می شود.
سوزن قطب نما دقیقاً به قطب شمال مغناطیسی اشاره می کند. رصدخانه های مغناطیسی نوسانات میدان مغناطیسی را در طول روز اندازه گیری می کنند، برخی از آنها در هر ثانیه اندازه گیری می شوند.
نصف النهارهای مغناطیسی از قطب شمال تا قطب جنوب امتداد دارند. زاویه بین نصف النهار مغناطیسی و جغرافیایی را میل مغناطیسی می گویند. هر نقطه روی زمین زاویه انحراف خاص خود را دارد.
در خط استوا، فلش آهنربا به صورت افقی قرار می گیرد. هنگام حرکت به سمت شمال، انتهای بالایی فلش به سمت پایین حرکت می کند. زاویه بین اشاره گر و سطح افقی، شیب مغناطیسی است. در ناحیه قطب ها، شیب بیشترین است و به 90 درجه می رسد.
حرکت میدان مغناطیسی
موقعیت قطب های مغناطیسی در طول زمان تغییر می کند.
در ابتدا، قطب مغناطیسی در سال 1831 کشف شد و سپس در صدها کیلومتری محل فعلی قرار گرفت. مسافت تقریبی سفر در سال 15 کیلومتر است.
در سال های اخیر، سرعت حرکت قطب های مغناطیسی رو به افزایش بوده است. قطب شمال در حال حرکت استسرعت 40 کیلومتر در سال.
تغییر میدان های مغناطیسی
فرآیند تغییر قطبیت روی زمین وارونگی نامیده می شود. دانشمندان حداقل 100 مورد را می شناسند که میدان ژئومغناطیسی قطبیت خود را معکوس کرده است.
اعتقاد بر این است که وارونگی هر 11-12 هزار سال یک بار اتفاق می افتد. نسخه های دیگر 13، 500 و حتی 780 هزار ساله نامیده می شوند. شاید وارونگی دوره تناوب مشخصی نداشته باشد. دانشمندان بر این باورند که طی وارونگی‌های قبلی، حیات روی زمین حفظ شده است.
مردم از خود می پرسند، "واژگونی بعدی قطبیت کی است؟"
مرحله تغییر قطب در قرن گذشته اتفاق افتاده است. قطب جنوب اکنون در اقیانوس هند واقع شده است، در حالی که قطب شمال در عرض اقیانوس منجمد شمالی به سمت سیبری حرکت می کند. میدان مغناطیسی نزدیک قطب ها در این حالت ضعیف می شود. تنش در حال کاهش است.
به احتمال زیاد، با وارونگی بعدی، زندگی روی زمین ادامه خواهد داشت. تنها سوال این است که به چه قیمتی. اگر وارونگی با انقراض مغناطیس کره زمین برای مدت کوتاهی رخ دهد، می تواند برای بشریت بسیار خطرناک باشد. یک سیاره محافظت نشده در معرض اثرات نامطلوب پرتوهای کیهانی است. علاوه بر این، تخریب لایه اوزون نیز می تواند یک خطر جدی باشد.
تغییر قطب های خورشید که در سال 2001 رخ داد، منجر به خاموش شدن لایه مغناطیسی آن نشد. دانشمندان نمی دانند که آیا سناریوی مشابهی روی زمین وجود خواهد داشت یا خیر.
اختلال مغناطیس کره زمین: تاثیر بر انسان
در رویکرد اولیه، پلاسمای خورشیدی به مگنتوسفر نمی رسد. اما تحت شرایط خاصینفوذپذیری پلاسما مختل می شود، آسیب به پوسته مغناطیسی رخ می دهد. پلاسمای خورشیدی و انرژی آن در مگنتوسفر نفوذ می کند. با توجه به سرعت جریان انرژی، سه گزینه برای پاسخ مغناطیس کره وجود دارد:
- حالت ساکت مگنتوسفر - پوسته حالت خود را تغییر نمی دهد، زیرا سرعت حرکت انرژی بسیار کم یا برابر با مقدار انرژی تلف شده در داخل کره مغناطیسی است.
- طوفان فرعی مغناطیسی. حالتی که زمانی اتفاق می‌افتد که سرعت انرژی دریافتی بیشتر از سرعت اتلاف ساکن باشد و بخشی از انرژی از طریق کانالی به نام طوفان فرعی از مگنتوسفر خارج شود. این فرآیند شامل آزاد کردن بخشی از انرژی مغناطیس کره است. درخشان ترین شخصیت آن شفق قطبی است. انتشار انرژی اضافی می تواند در فواصل 3 ساعته در مناطق قطبی هر دو نیمکره رخ دهد.
- طوفان مغناطیسی فرآیندی است که در آن میدان به دلیل سرعت بالای انرژی که از بیرون می آید، اختلال ایجاد می کند. میدان مغناطیسی نیز در زیر، در ناحیه استوا در حال تغییر است.
میدان مغناطیسی زمین در طول طوفان‌های فرعی تغییر می‌کند، در حالی که تغییرات در طول طوفان جهانی است. در هر صورت، این تغییرات بیشتر از چند درصد نیست که بسیار کمتر از زمین های ساخت بشر است.
پزشکی معتقد است که طوفان های مغناطیسی بر سلامت انسان تأثیر منفی می گذارد. در این دوره، تعداد بیمارانی که از آسیب های قلبی عروقی، افسردگی و سایر اختلالات عصبی و روانی رنج می برند افزایش می یابد.اختلالات.
نقش مغناطیس کره زمین در تمام فرآیندهای جغرافیایی این سیاره بسیار عالی است. این پوسته محافظ سیاره ما را از بسیاری از فرآیندهای نامطلوب محافظت می کند و بر شرایط آب و هوایی تأثیر می گذارد. تحت تأثیر تغییرات مغناطیس کره زمین، ویژگی های آب و هوایی، اشکال زندگی حیوانات و گیاهان و بسیاری موارد دیگر در حال تغییر هستند.
