Země je obrovský magnet se severním NM a jižním SM pólem. A magnetické póly nejen že se neshodují s těmi pravými nebo zeměpisnými, ale jak ukazují pozorování, jejich místo se v čase mění. Severní magnetický pól se tedy v roce 1950 nacházel přibližně v bodě, jehož souřadnice byly cp = 72° severní šířky, s = 96° západní délky a jižní magnetický pól φ = 70° jižní šířky as = 150° východní délky.
Síla, kterou magnetické pole Země působí na jednotku magnetické hmotnosti umístěnou v tomto poli, se nazývá napětí magnetické pole a je charakterizován vektorem nasměrovaným do libovolného bodu zemského magnetického pole podél tečen k siločarám.
Síla zemského magnetismu, působící v jakémkoli bodě, v obecný případ lze rozložit na dvě složky - horizontální a vertikální. Síla zemského magnetismu v bodě M (obr. 12) odpovídá velikostí a směrem vektoru Г, jeho horizontální složka je H a vertikální složka Z. Pokud je v bodě M umístěna volně zavěšená magnetická střelka, pak ta bude nastavena ve směru horizontální složky zemského magnetismu R Vertikální rovina DMAS, ve které se nachází vektor T a magnetická střelka držená silou H, se nazývá rovině magnetického poledníku.Úhel RMD mezi rovinami skutečného meridiánu PMAF a magnetickým DMAS se nazývá magnetická deklinace a označuje se písmenem d.
Když je severní část magnetického poledníku odchýlena doprava od skutečného poledníku, deklinace se nazývá východní (Ost) a je jí přiřazeno znaménko plus, ale pokud je severní část magnetického poledníku odchýlena doleva od pravý poledník, deklinace bude západní (W) se znaménkem mínus (obr. 13). Za deklinaci se vždy považuje OTNH KNM K Ost nebo WOT 0 až 180°.
Síla Z (viz obr. 12) nakloní volně zavěšenou magnetickou střelku a nastaví ji do určitého úhlu 0 k rovině skutečného horizontu. Tento úhel se nazývá sklon.
Všechny body na Zemi, kde je sklon 0°, leží na magnetickém rovníku, který se neshoduje s rovníkem geografickým a má nepravidelnou křivku. U magnetických pólů Země je sklon 90°.
Napětí, deklinace a sklon jsou základními prvky zemského magnetismu.
V současné době jsou na základě prací na stanovení magnetického pole Země vydávány speciální mapy pro všechny její oblasti, na kterých jsou zakresleny čáry stejné hodnoty prvků zemského magnetismu.
Pro charakteristiku síly magnetického pole jsou publikovány mapy izodin, magnetické inklinace - izokliny a magnetické deklinace - izogon. Na izogonových mapách se čára spojující body, kde je deklinace 0°, tj. kde se magnetický poledník shoduje se skutečným, nazývá agono.
Všechny prvky zemského magnetismu se v čase mění, takže mapy vedou k určitému roku a naznačují roční změny prvků zemského magnetismu.
Magnetická deklinace v navigaci má nejvyšší hodnotu, protože je třeba vzít v úvahu při určování skutečných směrů na moři při použití magnetického kompasu.
Působení magnetického kompasu je založeno na využití zemského magnetického pole a magnetická střelka kompasu, upevněná na svislé ose, má kolem této osy prakticky jeden stupeň volnosti a je nastavena ve směru horizontály. součást zemského magnetismu. Hodnota této složky je určena výrazem H \u003d T cos 0 (viz obr. 12) a charakterizuje velikost síly, která drží střelku kompasu v rovině magnetického poledníku.
Jak se přibližujete k magnetickým pólům, úhel 0 se zvětšuje a údaj kompasu se stává nepřesným.
V těch místech na Zemi, kde se vyskytují železné rudy, jsou pozorovány prudké odchylky deklinace od jejich hodnot v nejbližších oblastech. Takové odchylky se nazývají anomálie.
Opakovaně byly pozorovány krátkodobé prudké výkyvy prvků zemského magnetismu - magnetické bouře, při kterých se měnila deklinace o desítky stupňů. V takovém období jsou údaje magnetických kompasů nespolehlivé a je nebezpečné se na ně spoléhat.
Praktické aplikace jevů zemského magnetismu. Při působení geomagnetického pole se magnetická střelka nachází v rovině magnetického poledníku. Tento jev byl od pradávna využíván pro orientaci na zemi, určování kurzu lodí na volném moři, v geodetické a důlní měřičské praxi, ve vojenských záležitostech atd.
Studium místních magnetických anomálií umožňuje detekovat především minerály Železná Ruda(viz. Magnetický průzkum), a v kombinaci s dalšími geofyzikálními metodami průzkumu - určit jejich místo výskytu a zásoby. Rozšířila se magnetotelurická metoda ozvučení nitra Země, při které se z pole magnetické bouře vypočítá elektrická vodivost vnitřních vrstev Země a následně se odhadne tlak a teplota, které tam jsou.
Jedním ze zdrojů informací o horních vrstvách atmosféry jsou geomagnetické variace. Magnetické poruchy spojené např. s magnetickou bouří nastávají o několik hodin dříve než pod jejím vlivem, dochází ke změnám v ionosféře, které narušují rádiovou komunikaci. To umožňuje provádět magnetické předpovědi potřebné k zajištění nepřerušované rádiové komunikace (rádiové předpovědi počasí). Geomagnetická data také slouží k předpovědi radiační situace v blízkozemském prostoru během vesmírných letů.
Stálost geomagnetického pole až do výšek několika poloměrů Země se využívá pro orientaci a manévrování kosmických lodí.
Geomagnetické pole působí na živé organismy, zeleninový svět a člověk. Například v období magnetických bouří se zvyšuje počet kardiovaskulárních onemocnění, zhoršuje se stav pacientů trpících hypertenzí a tak dále. Studium podstaty elektromagnetických účinků na živé organismy je jednou z nových a slibných oblastí biologie.
Náš Země- pátá největší z devíti planet obíhajících na svých drahách kolem Slunce, nejbližší hvězda. Každou sekundu Země urazí asi 30 km a během roku provede úplnou revoluci kolem Slunce. Kromě toho se Země otáčí kolem své osy jako vrchol a za 24 hodin udělá úplnou revoluci. Země není dokonalá koule. Jeho průměr je 12756 km na rovníku (podmíněná čára rozdělující zeměkouli na severní a jižní polokouli) a 12714 km na pólech. Obvod Země na rovníku je 40 075 km.
Měsíc- Nejbližší vesmírný soused Země. Jeho průměr je asi čtyřikrát menší než průměr Země a rovná se 3475 km. Skály tvořící Měsíc jsou méně husté než horniny na Zemi, takže Měsíc váží 8krát méně než Země.
Země je třetí planetou od Slunce a skládá se převážně z kamenitých hornin.
"Dotazník" naší planety, aneb co pevně víme o Zemi
O planetě, na které lidstvo žije, dnes pevně víme, že její průměrný poloměr je 6371 km. V rovině rovníku je však o něco větší - asi 6378 km a vzdálenost od středu Země k pólu je menší, téměř 6357 km.
Povrch Země je 510 milionů km2, z čehož 71 % tvoří oceán a zbytek je pevnina. Možná by bylo obecně správnější nazývat naši planetu oceánem, protože na Zemi je mnohem méně pevniny?
Objem zeměkoule udává počet kubických kilometrů, který končí dvanácti nulami. Každý metr krychlový Materiál, ze kterého je Země vyrobena, váží v průměru o něco více než 5,5 tuny, pokud by se tedy nějakému obrovi podařilo umístit planetu na gigantické váhy, „utáhlo“ by to šest a dvacet jedna nula tun!
Vnitřnímu složení planety dominuje železo - téměř 35%; pak následuje kyslík (asi 30 %), pak křemík (15 %) a hořčík (12 %). Ale tohle je průměr.
Za 4,6 miliardy let existence Země gravitace vtáhla těžší horniny hlouběji do země a lehčí nechala blíže k povrchu. Tomuto „třídění“ napomáhalo i teplo zemského nitra – v samotném středu Země je teplota od 5000 do 6000 °C. Těleso planety se proto stalo heterogenním a fyzikální vlastnosti a podle chemické složení. V jádru je jádro planety; je obklopena pláštěm a navrchu všeho je zemská kůra.
Planeta Země má svůj magnetismus – je obklopena neviditelným polem magnetických sil, které necítíme, ale působí na materiály obsahující železo nebo některé jiné kovy. Magnetické pole můžete detekovat pomocí kompasu. Střelka kompasu je dlouhý tenký magnet. V interakci se zemským magnetismem se otáčí a ukazuje na sever a jih.
1. Magnetické siločáry, 2. Země
Nejvýraznější je na severním a jižním magnetickém pólu. Tam jsou magnetické siločáry směrovány vertikálně.
Magnetické pole Země je pravděpodobně způsobeno silami generovanými jejím vnějším jádrem - železným pláštěm, který se nachází v hloubce asi 2900 km pod povrchem. Tlak v takové hloubce je velmi vysoký a teplota přesahuje 4000 °C. Při této teplotě je železo v kapalném stavu. Vlivem rotace Země se proudy roztaveného železa točí jako vývrtka, jejich pohybem vzniká elektřina a ta zase vytváří magnetické pole, které obklopuje zeměkouli a chrání nás před zářením vysokoenergetických částic, které Slunce bombarduje Zemi. Některé částice jsou však přitahovány magnetickými póly, což způsobuje záblesky na noční obloze – polární záři.
Magnetické pole se šíří v prostor a tvoří magnetosféru. Sluneční částice s vysokou energií, „sluneční vítr“, bombardují magnetosféru a způsobují, že nabývá tvaru slzy.
Obrovské toky tepelné energie uvnitř Země a rotace planety kolem její osy způsobují, že se polotekuté balvany pohybují ve spirálách. Tyto spirálové proudy excitují elektrické proudy, které vytvářejí magnetické pole.
POZEMSKÝ MAGNETISMUS(geomagnetismus) - obor geofyziky, který studuje magnetické pole Země (EMF), jeho rozložení na povrch Země, mezery. struktura ( Zemská magnetosféra, vyzařovat. pásu), jeho interakce s meziplanetárním magnetem. oboru, otázky jeho vzniku. Magnetické pole Země má konstantní složku – DOS. obor (jeho příspěvek je ~ 99 %) a proměnná (~ 1 %). Hlavní EMF se tvarem blíží dipólovému poli, jehož střed je posunutý vzhledem ke středu Země a osa je nakloněna k ose rotace Země o 11,5°, takže geomagnet. póly jsou odděleny od geografického na 11,5° a na severní polokouli je jižní magn. pól (vektor magnetické indukce směřuje dolů). Velikost magnetu. moment dipólu v přítomnosti. čas je 8.3.10 22 AM 2 . St velikost magnetu indukce v blízkosti zemského povrchu je ~ 5,10 -5 T. Geomagnetická síla. pole od magnetického klesá. póly k magnetu. rovníku od 55,7 do 33,4 A/m (od 0,70 do 0,42 Oe). Odchylky od dipólového pole, které na povrchu Země mají charakteristickou velikost ~ 10 4 km a hodnotu max. do 10 -5 T, tvoří tzv. světový magn. anomálie (např. brazilská, sibiřská, kanadská). Hlavní EMF zažívá pouze pomalé změny v čase (tzv. sekulární variace, VV) s periodou 10 až 104 let a je zde jasně výrazný pásový charakter 10-20, 60-100, 600-1200 a 8000 let. Hlavní období je cca. 8000 let - vyznačuje se změnou dipólového momentu 1,5-2krát. Během WW se světové anomálie pohybují, rozpadají a znovu objevují. V nízkém geografickém V zeměpisných šířkách je západní drift EMF dobře vyjádřen rychlostí ~ 0,2° za rok. V důsledku výbušného geomagnetu. pól precesuje relativně geograficky. s dobou ~ 1200 let. Informace o distribuci EMP a o výbušninách byly získány z přímých měření velikosti a směru EMP, které začalo v 19. století, navigace. magnetická měření. deklinace (úhel mezi směrem střelky kompasu a geografickým poledníkem v místě měření) v 15.–20. a z Archeomagnetu. a paleomag. data. EMF se měří pomocí magnetometry pozemní stacionární magnety. observatoří, stejně jako dirigoval magn. filmování - moře, na letadla, rakety a satelity. V moderním 3. m. vznikly dva nové směry - archeomagnetismus a paleomagnetismus, které umožnily studovat výbušniny a detekovat reverzaci EMF. Archeomagnetismus - úsek 3. m., který studuje velikost a směr EMP, které existovalo v době vypalování keramiky, cihel, dlaždic, topenišť a dalších předmětů lidské aktivity vyrobeno z materiálů obsahujících ferimagnety s vysokou koercitivitou. minerály na bázi oxidů železa. Při chlazení z teploty vyšší Curie body minerály získávají nepatrnou, ale velmi stabilní termoreziduální hodnotu. Spolu s údaji o době výpalu (historické informace nebo radiokarbonová metoda) umožňuje velikost a směr této magnetizace rekonstruovat časoprostorovou strukturu EMP na 8-10 tisíc let. Paleomagnetologie- úsek 3. m., studující velikost a směr starověkého EMP podle magnetizace sedimentárních hornin obsahujících ferrimagnet. minerály. Studium paleomag. metody ukázaly, že EMP existovalo nejméně před 2,5 miliardami let (stáří Země je ~4,6 miliardy let) a mělo hodnotu blízkou té moderní. Průměrná poloha geomagnetu za 10 4 -10 5 let. póly se shodují s geografickými. Charakteristika geomagnetika pole zůstávají nezměněny po dobu 10 5 -10 7 let, pak se EMP náhle sníží 3-10krát a v tomto relativně krátkém (10 3 -10 4 letech) přechodném období se může změnit znaménko magnetického pole. pole (inverze). Po určité době hodnota EMF opět dosáhne normální úrovně a opět zůstává po dlouhou dobu (10 5 -10 7 let). Při spouštění hodnota pole v přechodném období může nastat jedna, několik. (2-3) nebo žádná inverze. Okamžiky nástupu přechodných období jsou náhodně rozloženy v čase – pravděpodobnost jejich nástupu popisuje Poissonův zákon. Za posledních ~ 30 milionů let srov. doba mezi zvraty je ~150 000 let; tato hodnota se však může mírně lišit. limity: za posledních 500 milionů let se řádově změnil s periodou ~ 200 milionů let. Paleomag. měření magnetického směru pole na kontinentech umožnilo určit, na kterém zeměpisném. zeměpisné šířky se tento kontinent nacházel v době vzniku studované horniny. Tato data potvrdila hypotézu kontinentálního driftu. Kromě světových anomálií se v rozložení geomagnet. polí na povrchu jsou pozorovány lokální anomálie spojené s magnetizací hornin, které tvoří zemskou kůru. Téměř všechny horniny obsahují určité množství ferrimagnes. minerály na bázi oxidů železa, které se v EMP magnetizují a vytvářejí anomálie. Velikost těchto anomálií se pohybuje od několika do stovek kilometrů, jejich průměrná hodnota pro celý povrch Země je 2,10 - 7 T, ale v samostatném. vyloučit. případů dosahuje 10 - 5 T (Kurskova magnetická anomálie). Studium magnetických anomálií. pole je důležité pro vyhledávání nerostů a studium hlubinné struktury zemská kůra do hloubky 20-50 km (teplota hlubších vrstev přesahuje Curieův bod všech ferimagnetických minerálů). Prostorová struktura geomagnetického pole. MPZ má mezery. distribuce kolem Země, tvořící se spolu s solární bouře magnetosféra – mnohonásobně propojený systém el. a magn. pole a toky náboj. částice. Magnetosféra není symetrická vzhledem k denní a noční straně: magn. pole na denní straně je stlačeno slunečním větrem na vzdálenost ~ 10 R h ( R h je poloměr Země) a má na noční straně protáhlý „ocas“ na mnoho milionů km. Magnetické čáry. pole v magnetosféře se dělí na uzavřená ()
