Geomagnetno polje: značajke, struktura, karakteristike i povijest istraživanja

Sadržaj:

Geomagnetno polje: značajke, struktura, karakteristike i povijest istraživanja
Geomagnetno polje: značajke, struktura, karakteristike i povijest istraživanja

Video: Geomagnetno polje: značajke, struktura, karakteristike i povijest istraživanja

Video: Geomagnetno polje: značajke, struktura, karakteristike i povijest istraživanja
Video: Güneş'e En Yakın Gezegen | Merkür Gezegeninin Önemi ve Özellikleri | Uzay Belgeseli 2024, Ožujak
Anonim

Geomagnetno polje (GP) generiraju izvori smješteni unutar Zemlje, kao i u magnetosferi i ionosferi. Štiti planet i život na njemu od štetnog djelovanja kozmičkog zračenja. Njegovu prisutnost promatrali su svi koji su držali kompas i vidjeli kako jedan kraj strelice pokazuje na jug, a drugi na sjever. Zahvaljujući magnetosferi došlo je do velikih otkrića u fizici, a do sada se njezina prisutnost koristi za pomorsku, podvodnu, zrakoplovnu i svemirsku navigaciju.

Opće karakteristike

Naš planet je ogroman magnet. Njegov sjeverni pol nalazi se u "gornjem" dijelu Zemlje, nedaleko od geografskog pola, a južni pol blizu odgovarajućeg geografskog pola. Od ovih točaka, magnetske linije sile koje čine samu magnetosferu protežu se tisućama kilometara u svemir.

geomagnetsko polje
geomagnetsko polje

Magnetski i geografski pol prilično su udaljeni. Ako povučete jasnu liniju između magnetskih polova, možete završiti s magnetskom osi s kutom nagiba od 11,3 ° prema osi rotacije. Ova vrijednost nije konstantna, a sve zato što se magnetski polovi pomiču u odnosu na površinu planeta, mijenjajući svoju lokaciju svake godine.

Priroda geomagnetskog polja

Magnetni štit generiraju električne struje (pokretni naboji) koje se rađaju u vanjskoj tekućoj jezgri, smještenoj unutar Zemlje na vrlo pristojnoj dubini. To je tekući metal i kreće se. Taj se proces naziva konvekcija. Pokretna tvar jezgre stvara struje i, kao rezultat toga, magnetska polja.

Magnetski štit pouzdano štiti Zemlju od kozmičkog zračenja. Njegov glavni izvor je solarni vjetar – kretanje ioniziranih čestica koje teku iz solarne korone. Magnetosfera skreće ovaj kontinuirani tok, preusmjeravajući ga oko Zemlje, tako da tvrdo zračenje nema štetan učinak na sav život na plavom planetu.

slabljenje geomagnetskog polja
slabljenje geomagnetskog polja

Kada Zemlja ne bi imala geomagnetno polje, tada bi je solarni vjetar lišio atmosfere. Prema jednoj hipotezi, upravo se to dogodilo na Marsu. Sunčev vjetar daleko je od jedine prijetnje, jer Sunce također oslobađa velike količine materije i energije u obliku koronalnih izbacivanja, praćenih snažnom strujom radioaktivnih čestica. Međutim, čak i u tim slučajevima, Zemljino magnetsko polje ga štiti odbijajući te struje odplaneti.

Magnetni štit okrene svoje polove otprilike svakih 250 000 godina. Sjeverni magnetski pol zauzima mjesto sjevernog, i obrnuto. Znanstvenici nemaju jasno objašnjenje zašto se to događa.

Povijest istraživanja

Upoznavanje ljudi s nevjerojatnim svojstvima zemaljskog magnetizma dogodilo se u zoru civilizacije. Već u antici čovječanstvu je bila poznata magnetska željezna ruda, magnetit. No, tko je i kada otkrio da su prirodni magneti jednako orijentirani u svemiru u odnosu na geografske polove planeta, nije poznato. Prema jednoj verziji, Kinezi su već 1100. godine bili upoznati s ovim fenomenom, ali su ga u praksi počeli koristiti tek dva stoljeća kasnije. U zapadnoj Europi, magnetski kompas se počeo koristiti u navigaciji 1187.

Struktura i karakteristike

priroda geomagnetskog polja
priroda geomagnetskog polja

Zemljino magnetsko polje može se podijeliti na:

  • glavno magnetsko polje (95%), čiji se izvori nalaze u vanjskoj, vodljivoj jezgri planeta;
  • anomalno magnetsko polje (4%) stvoreno od stijena u gornjem sloju Zemlje s dobrom magnetskom osjetljivošću (jedna od najsnažnijih je Kurska magnetska anomalija);
  • vanjsko magnetsko polje (također se naziva promjenjivo, 1%) povezano s interakcijama između sunca i zemlje.

Redovne geomagnetske varijacije

Promjene geomagnetskog polja tijekom vremena pod utjecajem i unutarnjih i vanjskih (u odnosu na površinu planeta) izvora nazivaju se magnetske varijacije. Oni sukarakteriziraju odstupanje HP komponenti od prosječne vrijednosti na mjestu promatranja. Magnetske varijacije imaju kontinuirano restrukturiranje u vremenu, a često su takve promjene periodične.

norma geomagnetskog polja
norma geomagnetskog polja

Redovne varijacije koje se svakodnevno ponavljaju su promjene u magnetskom polju povezane sa sunčevim i lunarno-dnevnim promjenama MS intenziteta. Varijacije dostižu vrhunac tijekom dana i u lunarnoj opoziciji.

Nepravilne geomagnetske varijacije

Ove promjene nastaju kao rezultat utjecaja Sunčevog vjetra na Zemljinu magnetosferu, promjena unutar same magnetosfere i njezine interakcije s ioniziranom gornjom atmosferom.

  • Dvadesetsedmodnevne varijacije postoje kao obrazac ponovnog rasta magnetskog poremećaja svakih 27 dana, što odgovara razdoblju rotacije glavnog nebeskog tijela u odnosu na zemaljskog promatrača. Ovaj trend je posljedica postojanja dugovječnih aktivnih regija na našoj matičnoj zvijezdi, promatranih tijekom nekoliko njezinih revolucija. Očituje se u obliku 27-dnevnog ponavljanja geomagnetskih poremećaja i magnetskih oluja.
  • Jedanaestogodišnje varijacije povezane su s periodičnošću Sunčeve aktivnosti stvaranja mrlja. Utvrđeno je da tijekom godina najveće akumulacije tamnih područja na solarnom disku, magnetska aktivnost također doseže svoj maksimum, međutim rast geomagnetske aktivnosti zaostaje za rastom solarne aktivnosti u prosjeku za godinu dana.
  • Sezonske varijacije imaju dva maksimuma i dva najniža vrijednostekvinocija i solsticija.
  • Svjetovni, za razliku od gore navedenih, - vanjskog podrijetla, nastaju kao rezultat kretanja tvari i valnih procesa u tekućoj električno vodljivoj jezgri planeta i glavni su izvor informacija o električnim vodljivosti donjeg plašta i jezgre, o fizičkim procesima koji dovode do konvekcije materije, kao io mehanizmu stvaranja Zemljinog geomagnetskog polja. Ovo su najsporije varijacije - s razdobljima u rasponu od nekoliko godina do godinu dana.

Utjecaj magnetskog polja na živi svijet

Unatoč činjenici da se magnetski štit ne vidi, stanovnici planeta ga savršeno osjećaju. Na primjer, ptice selice grade svoju rutu, usredotočujući se na nju. Znanstvenici su iznijeli nekoliko hipoteza o ovom fenomenu. Jedan od njih sugerira da ga ptice percipiraju vizualno. U očima ptica selica postoje posebni proteini (kriptokromi) koji su u stanju mijenjati svoj položaj pod utjecajem geomagnetskog polja. Autori ove hipoteze sigurni su da kriptokromi mogu djelovati kao kompas. Međutim, ne samo ptice, već i morske kornjače koriste magnetski zaslon kao GPS navigator.

geomagnetno polje 2 boda
geomagnetno polje 2 boda

Utjecaj magnetskog zaslona na osobu

Učinak geomagnetskog polja na osobu bitno je drugačiji od bilo kojeg drugog, bilo da se radi o zračenju ili opasnoj struji, budući da u potpunosti utječe na ljudsko tijelo.

Znanstvenici vjeruju da geomagnetno polje djeluje u ultra-niskom frekvencijskom rasponu, zbog čega zadovoljava glavnefiziološki ritmovi: respiratorni, srčani i cerebralni. Osoba možda ništa ne osjeća, ali tijelo na to ipak reagira funkcionalnim promjenama u živčanom, kardiovaskularnom sustavu i moždanoj aktivnosti. Psihijatri već dugi niz godina prate odnos između eksplozija intenziteta geomagnetskog polja i pogoršanja mentalnih bolesti, što često dovodi do samoubojstva.

"Indeksiranje" geomagnetske aktivnosti

Poremećaji magnetskog polja povezani s promjenama u magnetosfersko-ionosferskom strujnom sustavu nazivaju se geomagnetska aktivnost (GA). Za određivanje njegove razine koriste se dva indeksa - A i K. Potonji pokazuje vrijednost GA. Izračunava se na temelju mjerenja magnetskog štita svaki dan u intervalima od tri sata, počevši od 00:00 UTC (koordinirano po univerzalnom vremenu). Najveće vrijednosti magnetskog poremećaja uspoređuju se s vrijednostima geomagnetskog polja mirnog dana za određenu znanstvenu instituciju, dok se u obzir uzimaju maksimalne vrijednosti uočenih odstupanja.

geomagnetsko polje tjedan dana
geomagnetsko polje tjedan dana

Na temelju dobivenih podataka izračunava se indeks K. Zbog činjenice da je to kvazilogaritamska vrijednost (odnosno povećava se za jedan s povećanjem poremećaja za oko 2 puta), ne može se biti u prosjeku kako bi se dobila dugoročna povijesna slika stanja geomagnetskih polja planeta. Da biste to učinili, postoji indeks A, koji je dnevni prosjek. Određuje se vrlo jednostavno - svaka dimenzija indeksa K se pretvara uekvivalentni indeks. Vrijednosti K dobivene tijekom dana prosječuju se, zahvaljujući čemu je moguće dobiti indeks A čija vrijednost u običnim danima ne prelazi prag od 100, a tijekom najozbiljnijih magnetskih oluja može prijeći 200.

Budući da se poremećaji geomagnetskog polja u različitim dijelovima planeta manifestiraju različito, vrijednosti A indeksa iz različitih znanstvenih izvora mogu se značajno razlikovati. Kako bi se izbjeglo takvo ubrzanje, indeksi A dobiveni zvjezdarnicama svode se na prosjek i pojavljuje se globalni indeks Ap. Isto vrijedi i za indeks Kp, koji je frakcijska vrijednost u rasponu 0-9. Njegova vrijednost od 0 do 1 ukazuje da je geomagnetsko polje normalno, što znači da su očuvani optimalni uvjeti za prolazak u kratkovalnim pojasevima. Naravno, podložno prilično intenzivnom protoku sunčevog zračenja. Geomagnetno polje od 2 točke karakterizirano je kao umjereni magnetski poremećaj, koji malo otežava prolazak decimetarskih valova. Vrijednosti od 5 do 7 ukazuju na prisutnost geomagnetskih oluja koje stvaraju ozbiljne smetnje u navedenom rasponu, a uz jaku oluju (8-9 bodova) onemogućuju prolaz kratkih valova.

Aktivnost geomagnetskog polja u točkama

Ar Kr Opis
0 0 Smireno
2 1
3
4
7 2 Slabo ogorčen
15 3
27 4 Ogorčeni
48 5 Magnetska oluja
80 6
132 7 Velika magnetska oluja
208 8
400 9

Utjecaj magnetskih oluja na ljudsko zdravlje

50-70% svjetske populacije pogođeno je magnetskim olujama. Istodobno, pojava stresne reakcije kod nekih ljudi bilježi se 1-2 dana prije magnetskog poremećaja, kada se promatraju sunčeve baklje. Za druge, na samom vrhuncu ili neko vrijeme nakon pretjerane geomagnetske aktivnosti.

utjecaj geomagnetskog polja na čovjeka
utjecaj geomagnetskog polja na čovjeka

Metodično ovisnici, kao i oni koji boluju od kroničnih bolesti, trebaju tjedan dana pratiti informacije o geomagnetskom polju, kako bi se isključio fizički i emocionalni stres, kao i sve radnje i događaji koji mogu dovesti na stres, ako se približavaju magnetske oluje.

Sindrom nedostatka magnetskog polja

Slabljenje geomagnetskog polja u prostorijama (hipogeomagnetsko polje) nastaje zbog konstrukcijskih značajki različitih zgrada, zidnih materijala, kao i magnetiziranih konstrukcija. Kada se nalazite u sobi s oslabljenim liječnikom opće prakse, poremećena je cirkulacija krvi, opskrba tkiva i organa kisikom i hranjivim tvarima. Slabljenje magnetskog štita također utječe na živčani, kardiovaskularni, endokrini, respiratorni, koštani i mišićni sustav.

japanski doktor Nakagawa "nazvan"ovaj se fenomen naziva “sindrom nedostatka ljudskog magnetskog polja”. Po svom značenju, ovaj koncept se može natjecati s nedostatkom vitamina i minerala.

Glavni simptomi koji ukazuju na prisutnost ovog sindroma su:

  • umor;
  • smanjenje izvedbe;
  • nesanica;
  • glavobolja i bol u zglobovima;
  • hipo- i hipertenzija;
  • kvarovi u probavnom sustavu;
  • poremećaji u kardiovaskularnom sustavu.

Preporučeni: