Oko Zemlje postoje različita polja, a najznačajniji uticaj na GO ima gravitaciono i magnetno.
Gravitaciono polje na Zemlji je to gravitaciono polje. Gravitacija je rezultujuća sila između sile privlačenja i centrifugalne sile koja se javlja kada se Zemlja rotira. Centrifugalna sila dostiže svoj maksimum na ekvatoru, ali i ovdje je mala i iznosi 1/288 sile gravitacije. Sila gravitacije na Zemlji uglavnom zavisi od sile privlačenja, na koju utiče distribucija masa unutar Zemlje i na površini. Sila gravitacije djeluje posvuda na zemlji i usmjerena je uzdužno prema površini geoida. Jačina gravitacionog polja opada jednoliko od polova prema ekvatoru (na ekvatoru je centrifugalna sila veća), od površine prema gore (na visini od 36.000 km je nula) i od površine prema dolje (u središtu na Zemlji je sila gravitacije nula).
Normalno gravitaciono polje Oblik Zemlje je ono što bi Zemlja imala da ima oblik elipsoida sa ravnomjernom raspodjelom masa. Stvarna jačina polja u određenoj tački se razlikuje od normalne i dolazi do anomalije gravitacionog polja. Anomalije mogu biti pozitivne i negativne: planinski lanci stvaraju dodatnu masu i trebali bi uzrokovati pozitivne anomalije, okeanski rovovi, naprotiv, negativne. Ali u stvari, Zemljina kora je u izostatskoj ravnoteži.
Izostazija(od grčkog isostasios - jednak po težini) - balansiranje čvrste, relativno lagane zemljine kore sa težim gornjim omotačem. Teoriju ravnoteže iznio je 1855. godine engleski naučnik G.B. Vazdušno. Zahvaljujući izostazi, višak mase iznad teorijske razine ravnoteže odgovara manjku ispod. To se izražava u činjenici da na određenoj dubini (100-150 km) u sloju astenosfere materija teče do onih mjesta gdje postoji nedostatak mase na površini. Samo ispod mladih planina, gdje kompenzacija još nije u potpunosti nastupila, uočene su slabe pozitivne anomalije. Međutim, ravnoteža se stalno narušava: sediment se taloži u okeanima, a okeansko dno se savija pod njegovom težinom. S druge strane, planine su uništene, njihova visina se smanjuje, što znači i njihova masa.
Zemljino gravitaciono polje je izuzetno važno za njegovu prirodu:
1. Gravitacija stvara lik Zemlje, jedna je od vodećih endogenih sila. Zahvaljujući njemu padavine padaju, rijeke teku, formiraju se horizonti podzemnih voda i uočavaju se procesi nagiba. Maseni pritisak materije, ostvaren u procesu gravitacione diferencijacije u donjem plaštu, zajedno sa radioaktivnim raspadom, generiše toplotnu energiju – izvor unutrašnjih (endogenih) procesa koji obnavljaju litosferu.
2. Zemljina gravitacija je sabijala unutrašnjost Zemlje i, bez obzira na njen hemijski sastav, formirala gusto jezgro.
3. Gravitacija drži plinske i vodene ljuske planete. Samo najlakši molekuli - vodonik i helijum - napuštaju atmosferu planete.
4. Sila gravitacije uzrokuje da Zemljina kora teži izostatičkoj ravnoteži. Gravitacija objašnjava maksimalnu visinu planina; Vjeruje se da na našoj Zemlji ne mogu biti planine veće od 9 km.
5. Astenosfera – sloj omekšan toplotom, koji omogućava kretanje litosfere – takođe je u funkciji gravitacije, budući da se topljenje materije odvija uz povoljan odnos količine toplote i količine kompresije – pritiska.
6. Sferni lik gravitacionog polja određuje dva glavna tipa reljefnih oblika na zemljinoj površini - konusni i ravni, koji odgovaraju dva univerzalna oblika simetrije - kupastog i bilateralnog.
7. Smjer gravitacije prema dolje, prema centru Zemlje, pomaže životinjama da zadrže uspravan položaj.
Termički režim površinskog sloja zemljine kore (u prosjeku do 30 m) ima temperaturu koju određuje solarna toplota. Ovo heliometrijskog sloja doživljavaju sezonske fluktuacije temperature. Ispod je još tanji horizont konstantne temperature (oko 20 m), koji odgovara srednjoj godišnjoj temperaturi posmatračkog mjesta. Ispod trajnog sloja temperatura raste sa dubinom - geotermalni sloj. Za kvantificiranje veličine ovog povećanja, dva međusobno povezana koncepta. Promjena temperature pri ulasku 100 m dublje u tlo naziva se geotermalni gradijent(varijira od 0,1 do 0,01 0 S/m i zavisi od sastava stena, uslova njihovog nastanka), a rastojanje viska do koje je potrebno ići dublje da bi se postiglo povećanje temperature za 1 0 naziva se geotermalna faza(varijira od 10 do 100 m/0 C).
Zemaljski magnetizam - svojstvo Zemlje koje određuje postojanje magnetskog polja oko nje uzrokovano procesima koji se odvijaju na granici jezgra-plašt. Čovječanstvo je po prvi put saznalo da je Zemlja magnet zahvaljujući radovima W. Gilberta.
Magnetosfera– područje blizu Zemlje ispunjeno nabijenim česticama koje se kreću u magnetskom polju Zemlje. Od interplanetarnog prostora je odvojen magnetopauzom. Ovo je vanjska granica magnetosfere.
U srcu obrazovanja magnetsko polje postoje unutrašnji i eksterni razlozi. Konstantno magnetsko polje nastaje zbog električnih struja koje nastaju u vanjskom jezgru planete. Solarni korpuskularni tokovi formiraju Zemljino naizmjenično magnetno polje. Magnetne karte pružaju vizuelni prikaz stanja Zemljinog magnetnog polja. Magnetne karte se sastavljaju za petogodišnji period – magnetsku eru.
Zemlja bi imala normalno magnetsko polje da je jednolično magnetizirana sfera. U prvoj aproksimaciji, Zemlja je magnetni dipol - to je štap čiji krajevi imaju suprotne magnetne polove. Mjesta gdje se magnetska os dipola seče sa površinom Zemlje nazivaju se geomagnetnih polova. Geomagnetski polovi se ne poklapaju sa geografskim i kreću se sporo brzinom od 7-8 km/god. Odstupanja stvarnog magnetnog polja od normale (teorijski izračunate) nazivaju se magnetske anomalije. Mogu biti globalni (Istočnosibirski oval), regionalni (KMA) i lokalni, povezani sa bliskim pojavljivanjem magnetnih stijena na površini.
Magnetno polje karakteriziraju tri veličine: magnetna deklinacija, magnetna inklinacija i snaga. Magnetna deklinacija- ugao između geografskog meridijana i smjera magnetske igle. Deklinacija je istočna (+), ako sjeverni kraj igle kompasa odstupa istočno od geografskog, i zapadna (-), kada strelica odstupa prema zapadu. Magnetna inklinacija- ugao između vodoravne ravnine i smjera magnetske igle obješene na horizontalnu os. Nagib je pozitivan kada je sjeverni kraj strelice usmjeren prema dolje, a negativan kada je sjeverni kraj usmjeren prema gore. Magnetski nagib varira od 0 do 90 0 . Jačinu magnetnog polja karakteriše tenzija. Jačina magnetnog polja je mala na ekvatoru 20-28 A/m, na polu – 48-56 A/m.
Magnetosfera ima oblik suze. Na strani koja je okrenuta Suncu, njen poluprečnik je jednak 10 poluprečnika Zemlje, a na noćnoj strani, pod uticajem "sunčevog vetra", povećava se na 100 radijusa. Oblik je posljedica utjecaja Sunčevog vjetra, koji, nailazeći na Zemljinu magnetosferu, teče oko nje. Nabijene čestice, dostižući magnetosferu, počinju se kretati duž linija magnetskog polja i formirati se radijacijski pojasevi. Unutrašnji radijacijski pojas sastoji se od protona i ima maksimalnu koncentraciju na nadmorskoj visini od 3500 km iznad ekvatora. Vanjski pojas formiraju elektroni i proteže se do 10 radijusa. Na magnetnim polovima visina radijacijskih pojaseva se smanjuje i ovdje nastaju područja u kojima nabijene čestice prodiru u atmosferu, ionizirajući atmosferske plinove i uzrokujući aurore.
Geografski značaj magnetosfere je veoma velik: ona štiti Zemlju od korpuskularnog sunčevog i kosmičkog zračenja. Magnetne anomalije su povezane s potragom za mineralima. Magnetne linije sile pomažu turistima i brodovima da se kreću u svemiru.
Zemlja je ogroman magnet sa sjevernim NM i južnim SM polom. Štaviše, magnetni polovi ne samo da se ne poklapaju sa pravim ili geografskim, već se, kako pokazuju zapažanja, njihova lokacija mijenja s vremenom. Tako se sjeverni magnetni pol 1950. nalazio otprilike u tački čije su koordinate cp = 72° N, l = 96° W, a južni magnetni pol je bio f = 70° S i l = 150° Ost.
Sila kojom Zemljino magnetsko polje djeluje na jedinicu magnetske mase smještenu u dato polje naziva se jačina magnetnog polja i karakterizira ga vektor usmjeren u bilo kojoj tački Zemljinog magnetskog polja duž tangenta na linije sile.
Sila zemaljskog magnetizma koja djeluje u bilo kojoj tački u opšti slučaj može se razložiti na dvije komponente - horizontalnu i vertikalnu. Sila zemaljskog magnetizma u tački M (slika 12) po veličini i pravcu odgovara vektoru G, njegova horizontalna komponenta je H, a vertikalna komponenta Z. Ako se slobodno viseća magnetna igla postavi u tačku M, tada potonji će se uspostaviti u pravcu horizontalne komponente zemaljskog magnetizma R. Vertikalna ravan DMAS, u kojoj se nalaze vektor T i magnetna igla koju drži sila H, naziva se ravni magnetnog meridijana. Ugao RMD između ravni pravog meridijana PMAF i magnetnog DMAS se naziva magnetna deklinacija i označava se slovom d.
Kada se sjeverni dio magnetskog meridijana odstupi udesno od pravog meridijana, deklinacija se naziva istočna (Ost) i dodjeljuje joj se znak plus, ali ako se sjeverni dio magnetskog meridijana odstupi lijevo od pravog meridijana, deklinacija će biti zapadna (W) sa predznakom minus (slika 13). Deklinacija se uvijek smatra OTNH KNM K Ost ili WOT 0 do 180°.
Sila Z (vidi sliku 12) će nagnuti slobodno viseću magnetnu iglu i postaviti je pod određenim uglom 0 prema ravni pravog horizonta. Ovaj ugao se zove nagib.
Sve tačke na Zemlji sa inklinacijom od 0° leže na magnetnom ekvatoru koji se ne poklapa sa geografskim ekvatorom i predstavlja nepravilnu krivulju. On magnetni polovi Nagib zemlje je 90°.
Tenzija, deklinacija i inklinacija su osnovni elementi zemaljskog magnetizma.
Trenutno, na osnovu rada na određivanju magnetnog polja Zemlje, objavljuju se posebne karte za sve njene regije, na kojima su ucrtane linije jednake važnosti za elemente Zemljinog magnetizma.
Za karakterizaciju jačine magnetnog polja objavljuju se karte izodina, magnetne inklinacije - izoklina, i magnetne deklinacije - izogona. Na izogonskim kartama linija koja povezuje tačke u kojima je deklinacija 0°, odnosno gdje se magnetski meridijan poklapa sa pravim, naziva se agon.
Svi elementi Zemljinog magnetizma se mijenjaju tokom vremena, pa karte vode do određene godine i označene su godišnjim promjenama elemenata Zemljinog magnetizma.
Magnetna deklinacija u navigaciji ima najveća vrijednost, budući da se mora uzeti u obzir da bi se odredili pravi smjerovi na moru kada se koristi magnetni kompas.
Rad magnetnog kompasa zasniva se na korišćenju Zemljinog magnetnog polja, a igla magnetnog kompasa, postavljena na okomitu os, praktično ima jedan stepen slobode oko ove ose, a postavljena je u pravcu horizontalne komponente Zemljinog magnetizma. Vrijednost ove komponente određena je izrazom H = T cos 0 (vidi sliku 12), a karakteriše veličinu sile koja drži iglu kompasa u ravni magnetskog meridijana.
Kako se približavate magnetnim polovima, ugao 0 se povećava i očitavanje kompasa postaje netočno.
Na onim mjestima na Zemlji gdje se nalaze željezne rude uočavaju se oštra odstupanja vrijednosti deklinacije od njihovih vrijednosti u obližnjim područjima. Takva odstupanja se nazivaju anomalije.
Kratkoročne oštre fluktuacije u elementima zemljinog magnetizma - magnetne oluje, tokom kojih se deklinacija mijenjala za desetine stepeni, također su više puta uočene. U tom periodu očitavanja sa magnetnih kompasa su nepouzdana i opasno je na njih se oslanjati.
Praktične primjene fenomena Zemljinog magnetizma. Pod uticajem geomagnetnog polja, magnetna igla se nalazi u ravni magnetnog meridijana. Ovaj fenomen se od davnina koristio za orijentaciju terena, ucrtavanje kursa brodova na otvorenom moru, u geodetskoj i geodetskoj praksi, u vojnom poslovanju itd.
Proučavanje lokalnih magnetskih anomalija omogućava prije svega otkrivanje minerala željezna ruda(vidi Magnetska istraživanja), te u kombinaciji s drugim geofizičkim metodama istraživanja - za određivanje njihove lokacije i rezervi. Raširila se magnetotelurska metoda sondiranja unutrašnjosti Zemlje, u kojoj se iz polja magnetne oluje izračunava električna provodljivost unutrašnjih slojeva Zemlje, a zatim se procjenjuju tlak i temperatura koji tamo postoje.
Jedan izvor informacija o gornjim slojevima atmosfere su geomagnetske varijacije. Magnetni poremećaji, povezani, na primjer, s magnetskom olujom, nastaju nekoliko sati ranije nego što se pod njenim utjecajem javljaju promjene u jonosferi koje ometaju radio komunikaciju. Ovo omogućava izradu magnetnih prognoza neophodnih za osiguranje neprekidne radio komunikacije (radio vremenske prognoze). Geomagnetski podaci služe i za predviđanje radijacijske situacije u svemiru blizu Zemlje tokom svemirskih letova.
Konstantnost geomagnetnog polja do visina od nekoliko Zemljinih radijusa koristi se za orijentaciju i manevar svemirska letjelica.
Geomagnetno polje utiče na žive organizme, biljni svijet i čovek. Na primjer, u periodima magnetnih oluja povećava se broj kardiovaskularnih bolesti, pogoršava se stanje pacijenata koji boluju od hipertenzije itd. Proučavanje prirode elektromagnetnih efekata na žive organizme jedno je od novih i obećavajućih područja biologije.
Zemaljski magnetizam geomagnetizam, magnetno polje Zemlje i blizu Zemlje vanjski prostor; grana geofizike koja proučava distribuciju u prostoru i promjene u vremenu geomagnetskog polja, kao i povezane geofizičke procese u Zemlji i gornjoj atmosferi. U svakoj tački u prostoru, geomagnetno polje karakteriše vektor jačine T,čiju veličinu i smjer određuju 3 komponente X, Y, Z(sjever, istok i okomito) u pravokutnom koordinatnom sistemu ( pirinač. 1
) ili 3 elementa Z. m.: horizontalna komponenta napetosti N, magnetna deklinacija D (vidi magnetna deklinacija) (ugao između N i ravan geografskog meridijana) i magnetni nagib I(ugao između T i horizontalna ravan). Zemljin magnetizam je uzrokovan djelovanjem stalnih izvora koji se nalaze unutar Zemlje i doživljavaju samo spore sekularne promjene (varijacije), te vanjskih (varijabilnih) izvora smještenih u Zemljinoj magnetosferi (vidi Zemljinu magnetosferu) i jonosferi (vidi jonosferu). U skladu s tim, pravi se razlika između glavnog (glavnog, Zemljinog magnetizma 99%) i promjenjivog (Magnetizma Zemlje 1%) geomagnetnih polja. Glavno (konstantno) geomagnetno polje. Za proučavanje prostorne distribucije glavnog geomagnetskog polja, vrijednosti mjerene na različitim lokacijama H, D, I stavite na karte (magnetne karte) i povežite linije jednakih vrijednosti elemenata. Takve linije se nazivaju izodinamika (vidi izodinamika), izogoni (vidi izogoni), izokline (vidi izokline). linija (izoklina) I= 0, tj. magnetni ekvator se ne poklapa sa geografskim ekvatorom. Sa povećanjem geografske širine vrijednost I povećava se na 90° na magnetnim polovima (vidi Magnetski pol). Puna napetost T (pirinač. 2
) od ekvatora do pola raste sa 33,4 na 55,7 auto(od 0,42 do 0,70 oe). Koordinate sjevernog magnetnog pola 1970. godine: geografska dužina 101,5° W. dužina, geografska širina 75,7° S. sh.; južni magnetni pol: geografska dužina 140,3° E. dužina, geografska širina 65,5° J. w. Složena slika distribucije geomagnetskog polja može se u prvoj aproksimaciji predstaviti poljem dipola (vidi Dipol) (ekscentrično, sa pomakom od centra Zemlje za približno 436 km) ili homogenu magnetiziranu kuglu, čiji je magnetni moment usmjeren pod uglom od 11,5° u odnosu na Zemljinu os rotacije. Geomagnetski polovi (polovi ravnomerno magnetizovane lopte) i magnetni polovi definišu sistem geomagnetskih koordinata (geomagnetska širina, geomagnetski meridijan, geomagnetski ekvator) i magnetnih koordinata (magnetska širina, magnetni meridijan). Odstupanja stvarne distribucije geomagnetskog polja od dipola (normalne) nazivaju se magnetske anomalije (vidi Magnetne anomalije). U zavisnosti od intenziteta i veličine okupiranog područja, razlikuju se globalne anomalije dubokog porijekla, na primjer, istočnosibirske, brazilske itd., kao i regionalne i lokalne anomalije. Ovo posljednje može biti uzrokovano, na primjer, neravnomjernom distribucijom u zemljine kore feromagnetnih minerala. Uticaj globalnih anomalija utiče do visine Zemljinog magnetizma 0,5 R 3 iznad površine Zemlje ( R 3 - poluprečnik Zemlje). Glavno geomagnetno polje ima dipolni karakter do visina Zemljinog magnetizma3 R 3. Doživljava vekovima duge varijacije koje nisu iste širom sveta. Na mjestima najintenzivnijih sekularnih varijacija, varijacije dostižu 150γ godišnje (1γ
= 10 -5 oe). Postoji i sistematski drift magnetnih anomalija prema zapadu brzinom od oko 0,2° godišnje i promjena veličine i smjera Zemljinog magnetskog momenta brzinom od 20γ godišnje. Zbog sekularnih varijacija i nedovoljnog poznavanja geomagnetskog polja na velikim područjima (okeani i polarni regioni), postoji potreba za ponovnim sastavljanjem magnetnih karata. U tu svrhu provode se svjetska magnetska istraživanja na kopnu, u oceanima (na nemagnetnim brodovima), u zračnom prostoru (Aeromagnetic Survey) i u svemiru (pomoću umjetnih Zemljinih satelita). Za mjerenja se koriste: magnetni kompas, magnetni teodolit, magnetne vage, inklinator, magnetometar, aeromagnetometar i drugi instrumenti. Proučavanje geodezije i sastavljanje karata svih njenih elemenata ima važnu ulogu u pomorskoj i zračnoj plovidbi, geodeziji i geodetskoj geodeziji. Proučavanje geomagnetskog polja prošlih epoha provodi se rezidualnom magnetizacijom stijena (vidi Paleomagnetizam), a za povijesni period - magnetizacijom proizvoda od pečene gline (cigle, keramičko posuđe itd.). Paleomagnetska istraživanja pokazuju da je smjer glavnog magnetnog polja Zemlje bio obrnut mnogo puta u prošlosti. Posljednja takva promjena dogodila se prije oko 0,7 miliona godina. A. D. Shevnin.
Poreklo glavnog geomagnetnog polja. Da bi se objasnilo porijeklo osnovnog geomagnetskog polja, postavljene su mnoge različite hipoteze, uključujući čak i hipoteze o postojanju fundamentalnog zakona prirode, prema kojem svako rotirajuće tijelo ima magnetni moment. Učinjeni su pokušaji da se objasni geomagnetno polje u osnovi prisustvom feromagnetnih materijala u Zemljinoj kori ili jezgru; kretanje električnih naboja, koje učestvuju u dnevna rotacija Zemlja stvara električnu struju; prisustvo u Zemljinom jezgru struja uzrokovanih termoelektromotornom silom na granici jezgra i plašta itd. i, konačno, djelovanje takozvanog hidromagnetnog dinamo u tečnom metalnom jezgru Zemlje. Savremeni podaci o sekularnim varijacijama i višestrukim promjenama polariteta geomagnetskog polja na zadovoljavajući način se objašnjavaju samo hipotezom o hidromagnetnom dinamu (HD). Prema ovoj hipotezi, u električno vodljivom tekućem jezgru Zemlje mogu se javiti prilično složena i intenzivna kretanja, koja dovode do samopobude magnetnog polja, slično kao što se struja i magnetsko polje generiraju u samopobuđenom dinamu. Djelovanje plinskog generatora temelji se na elektromagnetnoj indukciji u pokretnom mediju, koji u svom kretanju prelazi linije magnetnog polja. HD istraživanja se zasnivaju na magnetohidrodinamici (vidi Magnetohidrodinamika). Ako smatramo da je brzina kretanja materije u tečnom jezgru Zemlje data, onda možemo dokazati fundamentalnu mogućnost stvaranja magnetnog polja tokom kretanja. razne vrste, stacionarni i nestacionarni, regularni i turbulentni. Prosečno magnetno polje u jezgru se može predstaviti kao zbir dve komponente – toroidnog polja INφ i polja Vr,čije linije polja leže u meridionalnim ravnima ( pirinač. 3
). Toroidalne linije magnetnog polja INφ su zaključani unutar Zemljinog jezgra i ne izlaze van. Prema najčešćoj šemi zemaljskog GD, polje Bφ je stotine puta jače od polja koje prodire van iz jezgra U str, koji ima pretežno dipolni izgled. Nehomogena rotacija električno provodljivog fluida u Zemljinom jezgru deformiše linije polja U str i od njih formira linije polja IN(. Zauzvrat, polje U str nastaje usled induktivne interakcije provodnog fluida koji se kreće na složen način sa poljem INφ. Da bi se osiguralo stvaranje polja U str od INφ kretanja fluida ne bi trebalo da budu osi simetrična. Za ostalo, kao što je prikazano kinetička teorija GD, pokreti mogu biti vrlo raznoliki. Pokreti provodnog fluida nastaju tokom procesa generisanja, pored polja U str, kao i druga polja koja se polako mijenjaju, koja, prodirući prema van iz jezgre, uzrokuju sekularne varijacije u glavnom geomagnetskom polju. Opća teorija GD-a, koja proučava i generiranje polja i “motor” zemaljskog GD-a, odnosno porijeklo kretanja, još je u početnoj fazi razvoja i mnogo je u njoj još hipotetičko. Arhimedove sile, uzrokovane malim nehomogenostima gustoće u jezgru, i inercijalne sile (Vidi Inercijalna sila) navode se kao uzroci koji uzrokuju kretanja.
Prvo se može povezati ili s oslobađanjem topline u jezgru i toplinskim širenjem tekućine (toplinska konvekcija), ili s heterogenošću sastava jezgre zbog oslobađanja nečistoća na njegovim granicama. Ovo posljednje može biti uzrokovano ubrzanjem zbog precesije (vidi Precesija) Zemljine ose. Blizina geomagnetnog polja polju dipola sa osom skoro paralelnom sa osi rotacije Zemlje ukazuje na blisku vezu između rotacije Zemlje i porekla Zemlje. Rotacija stvara Coriolisovu silu (vidi Coriolis sila). ,
koji može igrati značajnu ulogu u Zemljinom GD mehanizmu. Ovisnost veličine geomagnetskog polja od intenziteta kretanja materije u Zemljinoj jezgri je složena i još nije dovoljno proučena. Prema paleomagnetskim studijama, veličina geomagnetskog polja fluktuira, ali u prosjeku, u smislu reda veličine, ostaje nepromijenjena dugo vremena - reda stotine miliona godina. Funkcionisanje geodinamike Zemlje povezano je sa mnogim procesima u jezgru i plaštu Zemlje, stoga je proučavanje glavnog geomagnetskog polja i geodinamike Zemlje suštinski deo celokupnog kompleksa geofizičkih proučavanja unutrašnje strukture i razvoja Zemlje. zemlja. S. I. Braginsky.
Varijabilno geomagnetno polje. Mjerenja obavljena na satelitima i raketama pokazala su da interakcija plazme solarnog vjetra (vidi Sunčev vjetar) sa geomagnetnim poljem dovodi do narušavanja dipolne strukture polja iz daljine. Terestrički magnetizam3 Rz od centra Zemlje. Sunčev vjetar lokalizira geomagnetno polje u ograničenom volumenu prostora blizu Zemlje – Zemljinoj magnetosferi, dok je na granici magnetosfere dinamički pritisak solarnog vjetra uravnotežen pritiskom magnetnog polja Zemlje. Sunčev vjetar sabija magnetno polje Zemlje sa dnevne strane i prenosi linije geomagnetnog polja polarnih područja na noćnu stranu, formirajući magnetni rep Zemlje blizu ravni ekliptike dužine od najmanje 5 miliona km. km(cm. pirinač.
u člancima Zemlja I Zemljina magnetosfera). Približno dipolno područje polja sa zatvorenim linijama polja (unutrašnja magnetosfera) je magnetna zamka nabijenih čestica plazme blizu Zemlje (vidi Zemljine radijacijske pojaseve). Strujanje plazme solarnog vjetra oko magnetosfere s promjenjivom gustinom i brzinom nabijenih čestica, kao i proboj čestica u magnetosferu, dovode do promjena u intenzitetu sistema električne struje u magnetosferi i jonosferi Zemlje. Aktuelni sistemi zauzvrat izazivaju oscilacije geomagnetnog polja u prostoru blizu Zemlje i na površini Zemlje u širokom rasponu frekvencija (od 10 -5 do 10 2 Hz) i amplitude (od 10 -3 do 10 -7 uh).
Fotografsko snimanje kontinuiranih promjena geomagnetnog polja vrši se u magnetnim opservatorijama pomoću magnetografa. U mirnim vremenima, periodične sunčevo-dnevne i lunarno-dnevne varijacije se uočavaju na niskim i srednjim geografskim širinama.
amplitude od 30-70γ i 1-5γ, respektivno. Druge uočene nepravilne oscilacije polja različitih oblika i amplituda nazivaju se magnetnim poremećajima, među kojima se razlikuje nekoliko vrsta magnetnih varijacija. Magnetni poremećaji koji pokrivaju cijelu Zemlju i traju od jednog ( pirinač. 4
) do nekoliko dana, nazivaju se globalne magnetne oluje (vidi Magnetne oluje) ,
tokom kojih amplituda pojedinih komponenti može premašiti 1000γ. Magnetna oluja je jedna od manifestacija jakih poremećaja magnetosfere koji nastaju pri promjeni parametara sunčevog vjetra, posebno brzine njegovih čestica i normalne komponente međuplanetarnog magnetskog polja u odnosu na ravan ekliptike. Snažni poremećaji magnetosfere praćeni su pojavom u gornjoj atmosferi Zemlje polarna svjetla, jonosferski poremećaji, rendgensko i niskofrekventno zračenje. Praktične primjene fenomena z. m. Pod uticajem geomagnetnog polja, magnetna igla se nalazi u ravni magnetnog meridijana. Ovaj fenomen se od davnina koristio za orijentaciju terena, ucrtavanje kursa brodova na otvorenom moru, u geodetskoj i geodetskoj praksi, u vojnom poslovanju itd. (vidi Kompas, Kompas). Proučavanje lokalnih magnetskih anomalija omogućava otkrivanje minerala, prvenstveno željezne rude (vidi Magnetska istraživanja), te u kombinaciji s drugim geofizičkim metodama istraživanja, utvrđivanje njihove lokacije i rezervi. Raširila se magnetotelurska metoda sondiranja unutrašnjosti Zemlje, u kojoj se iz polja magnetne oluje izračunava električna provodljivost unutrašnjih slojeva Zemlje, a zatim se procjenjuju tlak i temperatura koji tamo postoje. Jedan izvor informacija o gornjim slojevima atmosfere su geomagnetske varijacije. Magnetni poremećaji, povezani, na primjer, s magnetskom olujom, nastaju nekoliko sati ranije nego što se pod njenim utjecajem javljaju promjene u jonosferi koje ometaju radio komunikaciju. Ovo omogućava izradu magnetnih prognoza neophodnih za osiguranje neprekidne radio komunikacije (radio vremenske prognoze). Geomagnetski podaci služe i za predviđanje radijacijske situacije u svemiru blizu Zemlje tokom svemirskih letova. Konstantnost geomagnetnog polja do visina od nekoliko Zemljinih radijusa koristi se za orijentaciju i manevar svemirskih letjelica. Geomagnetno polje utiče na žive organizme, floru i ljude. Na primjer, u periodima magnetnih oluja povećava se broj kardiovaskularnih bolesti, pogoršava se stanje pacijenata koji boluju od hipertenzije itd. Proučavanje prirode elektromagnetnih efekata na žive organizme jedno je od novih i obećavajućih područja biologije. A. D. Shevnin. Lit.: Yanovsky B. M., Zemaljski magnetizam, tom 1-2, L., 1963-64; njegov, Razvoj rada na geomagnetizmu u SSSR-u u godinama sovjetske vlasti. „Izv. Akademija nauka SSSR, Fizika Zemlje", 1967, br. 11, str. 54; Priručnik o naizmjeničnom magnetnom polju SSSR-a, L., 1954; Prostor blizu Zemlje. Referentni podaci, prev. sa engleskog, M., 1966; Sadašnjost i prošlost Zemljinog magnetnog polja, M., 1965; Braginsky S.I., O osnovama teorije Zemljinog hidromagnetnog dinama, "Geomagnetizam i aeronomija", 1967, vol. 7, br. 3, str. 401; Solarno-terestrična fizika, M., 1968. Rice. 2. Karta ukupne jačine geomagnetnog polja (u erstedima) za epohu 1965. godine; crni krugovi - magnetni polovi (M.P.). Mapa prikazuje svjetske magnetne anomalije: brazilsku (B.A.) i istočnosibirsku (E.-S.A.). Rice. 3. Šema magnetnih polja u hidromagnetnom dinamu Zemlje: NS - osa rotacije Zemlje: V r - polje blisko polju dipola usmjereno duž ose rotacije Zemlje; B φ je toroidno polje (reda stotina gausa), zatvoreno unutar Zemljinog jezgra. Rice. 4. Magnetogram na kojem je zabilježena mala magnetna oluja: H 0, D 0, Z 0 - početak odgovarajuće komponente Zemljinog magnetizma; Strelice pokazuju smjer reference.
Velika sovjetska enciklopedija. - M.: Sovjetska enciklopedija. 1969-1978 .
Pogledajte šta je "zemaljski magnetizam" u drugim rječnicima:
- (geomagnetizam), 1) Zemljino magnetsko polje. 2) Grana geofizike koja proučava zakonsku distribuciju i promjene magnetnih polja tokom vremena. polja Zemlje, kao i fizička polja povezana s njom. procesi u Zemlji i u atmosferi. U svakoj tački geomagnetika je ispravna. oblast karakteriše... Fizička enciklopedija
- (zemaljski magnetizam) magnetsko polje u blizini zemlje, koje se najlakše detektuje po njegovom uticaju na magnetnu iglu. Smjer Z. M. sile obično se određuje pomoću dva ugla: magnetske deklinacije i magnetske inklinacije, te veličine Z. M. sile... ... Morski rječnik
Veliki enciklopedijski rječnik
zemaljski magnetizam- geomagnetizam - [Ya.N.Luginsky, M.S.Fezi Zhilinskaya, Yu.S.Kabirov. Englesko-ruski rečnik elektrotehnike i energetike, Moskva, 1999.] Teme elektrotehnika, osnovni pojmovi Sinonimi geomagnetizam EN Zemlja magnetizam zemaljski... ... Vodič za tehnički prevodilac
zemaljski magnetizam- Zemljino magnetsko polje, posmatrano kao cjelina, različitog intenziteta i smjera, djeluje na iglu magnetnog kompasa, koja pokazuje na sjeverni geomagnetski pol... Geografski rječnik
TERRESTRIAL MAGNETIZAM- Zemljino magnetno polje. Sastoji se od dvije komponente: konstantnog polja zbog unutrašnja struktura Zemlja, i naizmjenično polje uzrokovano djelovanjem električnih struja u jonosferi i magnetosferi, koje ne prelazi 1% konstante... ... Velika politehnička enciklopedija
Zemljino magnetsko polje, čije postojanje je posljedica djelovanja konstantnih izvora koji se nalaze unutar Zemlje (vidi Hidromagnetski dinamo) i stvaraju glavnu komponentu polja (99%), kao i promjenjivih izvora (električne struje) u . ... ... enciklopedijski rječnik
zemaljski magnetizam- Žemės magnetizmas statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. zemaljski magnetizam; geomagnetismus; zemaljski magnetizam vok. Erdmagnetismus, m rus. geomagnetizam, m; zemaljski magnetizam, m pranc. geomagnetizam, m; magnétisme terrestre, m … Fizikos terminų žodynas
Još u devetnaestom veku, naučnik iz Engleske po imenu Šuster želeo je da razume i objasni od čega se sastoji Zemljin magnetizam. Pretpostavio je da je to uzrokovano njegovom rotacijom oko svoje ose. U Rusiji je posvetio pažnju ovom pitanju velika pažnja fizičar P. Lebedev. Prema njegovoj teoriji, zbog uticaja centrifugalnih sila, elektroni u atomima se pomeraju prema našoj planeti. Zbog toga površina nužno mora imati negativan naboj, a to, zauzvrat, dovodi do pojave magnetizma kao takvog.
Međutim, pokazalo se da ova teorija nije tačna. Nakon provođenja eksperimenata s kotačem koji se vrti velikom brzinom, u njemu nije pronađen nikakav magnetizam. Istraživač Gelbert je tvrdio da je naša planeta u potpunosti napravljena od kamena magnetne prirode. Postojala su i stanovišta koja su tvrdila da je Zemlja postala magnetizirana zahvaljujući Suncu. Međutim, sve ove teorije pokazale su svoju potpunu neodrživost nakon provedenih relevantnih studija.
Zemljina teorija magnetnog polja
Mnogi istraživači su pretpostavili da planeta ima tečno jezgro, što je uzrokovalo magnetizam, a ova tačka gledišta je i dalje prisutna u nauci. Istraživač Blackett je sredinom dvadesetog stoljeća sugerirao da je magnetsko polje planeta uzrokovano nekim zakonom koji je još uvijek nepoznat nauci.
Razvio je teoriju koja je pomogla razjasniti mnoge aspekte prirode magnetizma. Tada su naučnici uspeli da tačno utvrde koliku brzinu rotacije i kakva magnetna polja imaju naša planeta, Sunce, kao i zvezda sa šifrom E78.
Kao što je poznato iz fizike, magnetna polja Zemlje i Sunca, na primjer, povezana su na isti način kao i njihovi ugaoni momenti. Naučnici su sugerirali da postoji neka veza između rotacije nebeska tela i njihov magnetizam. U to vrijeme istraživači su bili mišljenja da rotacija tijela dovodi do pojave magnetizma.
Uprkos eksperimentima tadašnjih naučnika, oni nisu bili u stanju da tačno odgovore na ovo pitanje, a mnogi naučni eksperimenti koji pokušavaju da objasne prirodu magnetizma samo su dodali još više pitanja. Konačno, tek nakon razvoja fizike i astronomije, istraživači su bolje razumjeli prirodu ovog misterioznog fenomena. Međutim, pitanja su i dalje ostala.
Postavlja se pitanje: da li rotacija naše planete uzrokuje poremećaj magnetnog polja ili magnetizam uzrokuje rotaciju planete? Možda se naša planeta stalno okreće oko svoje ose, jer je džinovski magnet koji se nalazi u struji visoko nabijenih čestica.
Magnetizam i jezgro planete
Zahvaljujući novim saznanjima iz oblasti fizike, bilo je moguće dokazati očiglednu vezu između jezgra planete i magnetizma. Istraživanja naučnika su pokazala da, na primjer, naš satelit, Mjesec, nema svoje magnetno polje, a zahvaljujući mjerenjima iz svemirskih letjelica, bilo je moguće precizno utvrditi da nema to polje. Zanimljive podatke otkrili su naučnici proučavajući strujanja planete na Arktiku i Antarktiku. Utvrđeno je da postoji vrlo visoka aktivnost električnih struja, koja je višestruko veća od njihovog intenziteta na normalnim geografskim širinama. Ovo sugerira da elektroni ulaze u planetu u velikim količinama kroz zone magnetnih polova, koje se nalaze u polarnim kapama.
Kada se aktivnost Sunca naglo poveća, povećavaju se i električne struje naše planete. Trenutno naučnici veruju da, električne struje na planeti uzrokovani su protokom mase Zemljinog jezgra i stalnim prilivom elektrona iz svemira. Nova istraživanja će sigurno nastaviti da razjašnjavaju prirodu Zemljinog magnetizma, a mi ćemo još mnogo naučiti zanimljivosti o ovom fenomenu.
Zemlja ima magnetno polje, koje se jasno manifestuje u njegovom uticaju na magnetnu iglu. Slobodno visi u prostoru, postavlja se bilo gdje u smjeru magnetskih linija sile koje se konvergiraju na magnetnim polovima.
Zemljini magnetski polovi se ne poklapaju i polako mijenjaju svoju lokaciju. Trenutno se nalaze na sjeveru i u. Linije sile koje idu od jednog do drugog pola nazivaju se magnetnim. Ne poklapaju se s geografskim u smjeru, i ne označavaju striktno smjer sjever-jug. Ugao između magnetskog i magnetskog naziva se magnetska deklinacija. Može biti istočni (pozitivan) i zapadni (negativan). Sa istočnom deklinacijom igla odstupa istočno od geografskog meridijana, sa zapadnom deklinacijom odstupa zapadno od njega.
Slobodno visi magnetska igla održava horizontalni položaj samo na liniji magnetskog ekvatora. Ne poklapa se sa geografskim i od njega se povlači na jug na zapadnoj hemisferi i na sever na istočnoj. Sjeverno od magnetskog ekvatora, sjeverni kraj magnetske igle se spušta, a što je više, to je kraća udaljenost do magnetnog pola. Na magnetnom polu sjeverne hemisfere, igla postaje okomita, sa sjevernim krajem prema dolje. Naprotiv, južno od magnetskog ekvatora, južni kraj strelice se naginje prema dolje. Ugao koji formira magnetna igla s horizontalnom ravninom naziva se magnetski nagib. Može biti sjeverna ili južna. Magnetni nagib varira od 0° na magnetskom ekvatoru do 90° na magnetnim polovima. Magnetna deklinacija i inklinacija karakterišu pravce magnetnih linija sile u bilo kojoj tački u datom trenutku.Postoje konstantna i promenljiva magnetna polja Zemlje. Konstanta je određena magnetizmom same planete. Magnetne karte daju predstavu o stanju Zemljinog stalnog magnetnog polja. Oni ostaju tačni samo nekoliko godina jer se magnetska deklinacija i inklinacija kontinuirano mijenjaju, iako vrlo sporo. Obično se magnetne karte sastavljaju svakih pet godina.
Magnetne anomalije su odstupanje vrijednosti magnetske deklinacije i inklinacije od njihove prosječne vrijednosti za datu lokaciju. Mogu pokrivati ogromna područja, u tom slučaju se nazivaju regionalnim, ili mogu biti male, u kom slučaju se nazivaju lokalnim. Primjer regionalne magnetne anomalije je. Ovdje je pronađena zapadna deklinacija umjesto istočne. Magnetno polje ove anomalije opada vrlo sporo s visinom. Prema vještački satelit Na Zemlji se utjecaj magnetske anomalije vrlo malo smanjuje na visini. Primjer lokalnog je Kurska magnetska anomalija, koja stvara napon magnetskog polja 5 puta veći od prosječnog napona Zemljinog magnetnog polja.
Većina anomalija se objašnjava pojavom .
Magnetne oluje su posebno jaki poremećaji magnetnog polja, koji se manifestuju u brzom odstupanju magnetne igle od njenog normalnog položaja. Magnetne oluje nastaju zbog baklji na Suncu i pratećih prodora električno nabijenih čestica u Zemlju i u nju. 23. februara 1956. dogodila se eksplozija na Suncu. Trajalo je nekoliko minuta, a na Zemlju je izbila magnetna oluja, zbog čega je rad radio stanica bio poremećen na 2 sata, a transatlantski telefonski kabl je neko vrijeme otkazao. Rezultat magnetnih oluja su.
Zemljino magnetsko polje se proteže do visine od približno 90 hiljada km. Do visine od 44 hiljade km, veličina Zemljinog magnetnog polja se smanjuje. U sloju od 44 hiljade km do 80 hiljada km, magnetsko polje je nestabilno, u njemu se stalno javljaju oštre fluktuacije. Iznad 80 hiljada km, intenzitet magnetnog polja brzo opada.Magnetno polje Zemlje ili odbija ili hvata nabijene čestice koje lete sa Sunca ili nastaju kada kosmičke zrake stupaju u interakciju s atomima ili molekulama zraka. Nabijene čestice uhvaćene u Zemljinom magnetnom polju formiraju radijacijske pojaseve. Čitav region svemira u blizini Zemlje u kojem se nalaze naelektrisane čestice zarobljene Zemljinim magnetnim poljem naziva se magnetosfera.
Raspodjela magnetnog polja preko zemljine površine stalno se menja. Polako se kreće prema zapadu. IN početkom XIX veka, magnetni meridijan nulte deklinacije prošao je u blizini Moskve, početkom 20. veka se preselio u, a sada se nalazi na zapadnim granicama. Položaj magnetnih polova se također mijenja.
Magnetizam je odličan praktični značaj. Pomoću magnetne igle, smjerovi se određuju po. Da biste to učinili, uvijek je potrebno uvesti korekciju za magnetnu deklinaciju u očitavanje kompasa. Povezanost magnetnih elemenata sa geološkim strukturama predstavlja osnovu za metode magnetnog istraživanja.
