Jordbunden magnetism. Betydelsen av jordmagnetism i Great Soviet Encyclopedia, BSE. Se vad "Earth magnetism" är i andra ordböcker

Det finns olika fält runt jorden, den mest betydande inverkan på GO är gravitation och magnetisk.

Tyngdkraftsfält på jorden är det gravitationsfältet. Tyngdkraften är den resulterande kraften mellan attraktionskraften och den centrifugalkraft som uppstår när jorden roterar. Centrifugalkraften når sitt maximum vid ekvatorn, men även här är den liten och uppgår till 1/288 av tyngdkraften. Tyngdkraften på jorden beror främst på attraktionskraften, som påverkas av fördelningen av massor inuti jorden och på ytan. Tyngdkraften verkar överallt på jorden och riktas lodrätt mot geoidens yta. Tyngdkraftsfältets styrka minskar jämnt från polerna till ekvatorn (vid ekvatorn är centrifugalkraften större), från ytan uppåt (på en höjd av 36 000 km är den noll) och från ytan nedåt (i mitten av jordens gravitationskraft är noll).

Normalt gravitationsfält Jordens form är vad jorden skulle ha om den hade formen av en ellipsoid med en jämn fördelning av massorna. Den verkliga fältstyrkan vid en specifik punkt skiljer sig från normal, och en gravitationsfältsanomali uppstår. Anomalier kan vara positiva och negativa: bergskedjor skapar ytterligare massa och bör orsaka positiva anomalier, havsgravar, tvärtom negativa. Men i själva verket är jordskorpan i isostatisk jämvikt.

Isostasy(från grekiskan isostasios - lika i vikt) - balansering av den fasta, relativt lätta jordskorpan med en tyngre övre mantel. Teorin om jämvikt lades fram 1855 av den engelske vetenskapsmannen G.B. Luftig. Tack vare isostasi motsvarar ett överskott av massa över den teoretiska jämviktsnivån en brist under. Detta uttrycks i det faktum att på ett visst djup (100-150 km) i astenosfärskiktet flyter materia till de platser där det saknas massa på ytan. Endast under unga berg, där kompensation ännu inte helt har skett, observeras svaga positiva anomalier. Men balansen störs ständigt: sediment avsätts i haven och havsbotten böjer sig under dess vikt. Å andra sidan förstörs berg, deras höjd minskar, vilket innebär att deras massa också minskar.

Jordens gravitationsfält är extremt viktigt för dess natur:

1. Gravitationen skapar jordens figur, den är en av de ledande endogena krafterna. Tack vare det faller nederbörd, floder flyter, grundvattenhorisonter bildas och sluttningsprocesser observeras. Masstrycket av materia, realiserat i processen av gravitationsdifferentiering i den nedre manteln, tillsammans med radioaktivt sönderfall, genererar termisk energi - en källa till interna (endogena) processer som återuppbygger litosfären.

2. Jordens gravitation komprimerade jordens inre och bildade, oavsett dess kemiska sammansättning, en tät kärna.

3. Tyngdkraften håller fast planetens gas- och vattenskal. Endast de lättaste molekylerna - väte och helium - lämnar planetens atmosfär.

4. Tyngdkraften gör att jordskorpan tenderar till isostatisk jämvikt. Tyngdkraften förklarar den maximala höjden av berg; Man tror att det på vår jord inte kan finnas berg högre än 9 km.

5. Astenosfären - ett skikt mjukat av värme, som tillåter litosfärens rörelse - är också en funktion av gravitationen, eftersom smältningen av materia sker med ett gynnsamt förhållande mellan mängden värme och mängden kompression - tryck.

6. Gravitationsfältets sfäriska figur bestämmer två huvudtyper av reliefformer på jordens yta - konisk och platt, som motsvarar två universella former av symmetri - koniska och bilaterala.

7. Tyngdkraftens riktning nedåt, mot jordens centrum, hjälper djur att hålla en upprätt position.

Den termiska regimen för ytskiktet av jordskorpan (i genomsnitt upp till 30 m) har en temperatur som bestäms av solvärme. Detta heliometriskt lager upplever säsongsbetonade temperaturfluktuationer. Nedan visas en ännu tunnare horisont med konstant temperatur (cirka 20 m), motsvarande den genomsnittliga årstemperaturen på observationsplatsen. Under det permanenta lagret ökar temperaturen med djupet - geotermiskt skikt. För att kvantifiera omfattningen av denna ökning, två ömsesidigt relaterade begrepp. Temperaturförändringen när man går 100 m djupare ner i marken kallas geotermisk gradient(varierar från 0,1 till 0,01 0 S/m och beror på stenarnas sammansättning, förhållandena för deras förekomst), och det lodavstånd till vilket det är nödvändigt att gå djupare för att få en temperaturökning med 1 0 kallas geotermiskt skede(varierar från 10 till 100 m/ 0 C).

Jordbunden magnetism - en egenskap hos jorden som bestämmer förekomsten av ett magnetfält runt den orsakat av processer som sker vid gränsen mellan kärnan och manteln. För första gången fick mänskligheten veta att jorden är en magnet tack vare W. Gilberts verk.

Magnetosfär– ett område av nära jordens rymd fylld med laddade partiklar som rör sig i jordens magnetfält. Den skiljs från det interplanetära rymden av magnetopausen. Detta är magnetosfärens yttre gräns.

I hjärtat av utbildning magnetiskt fält det finns interna och externa skäl. Ett konstant magnetfält bildas på grund av elektriska strömmar som uppstår i planetens yttre kärna. Solkroppsflöden bildar jordens växelmagnetiska fält. Magnetiska kartor ger en visuell representation av tillståndet för jordens magnetfält. Magnetiska kartor sammanställs för en femårsperiod - den magnetiska eran.

Jorden skulle ha ett normalt magnetfält om det vore en likformigt magnetiserad sfär. Till en första uppskattning är jorden en magnetisk dipol - det är en stav vars ändar har motsatta magnetiska poler. De platser där dipolens magnetiska axel skär med jordytan kallas geomagnetiska poler. Geomagnetiska poler sammanfaller inte med geografiska och rör sig långsamt med en hastighet av 7-8 km/år. Avvikelser av det verkliga magnetfältet från det normala (teoretiskt beräknat) kallas magnetiska anomalier. De kan vara globala (östsibiriska ovala), regionala (KMA) och lokala, förknippade med den nära förekomsten av magnetiska bergarter till ytan.

Magnetfältet kännetecknas av tre storheter: magnetisk deklination, magnetisk lutning och styrka. Magnetisk deklination- vinkeln mellan den geografiska meridianen och magnetnålens riktning. Deklinationen är östlig (+), om den norra änden av kompassnålen avviker öster om den geografiska, och västlig (-), när pilen avviker åt väster. Magnetisk lutning- vinkeln mellan horisontalplanet och riktningen för den magnetiska nålen som är upphängd på den horisontella axeln. Lutningen är positiv när den norra änden av pilen pekar nedåt och negativ när den norra änden pekar uppåt. Den magnetiska lutningen varierar från 0 till 90 0 . Magnetfältets styrka kännetecknas av spänning. Magnetfältsstyrkan är låg vid ekvatorn 20-28 A/m, vid polen – 48-56 A/m.

Magnetosfären har en droppform. På den sida som är vänd mot solen är dess radie lika med 10 radier av jorden; på nattsidan, under påverkan av "solvinden", ökar den till 100 radier. Formen beror på inverkan av solvinden, som, när den möter jordens magnetosfär, flyter runt den. Laddade partiklar, som når magnetosfären, börjar röra sig längs magnetfältslinjer och bildas strålningsbälten. Det inre strålningsbältet består av protoner och har en maximal koncentration på en höjd av 3500 km över ekvatorn. Det yttre bältet bildas av elektroner och sträcker sig upp till 10 radier. Vid magnetpolerna minskar höjden på strålningsbälten och här uppstår områden där laddade partiklar invaderar atmosfären, joniserar atmosfäriska gaser och orsakar norrsken.

Den geografiska betydelsen av magnetosfären är mycket stor: den skyddar jorden från korpuskulär sol- och kosmisk strålning. Magnetiska anomalier är förknippade med sökandet efter mineraler. Magnetiska kraftlinjer hjälper turister och fartyg att navigera i rymden.

Jorden är en enorm magnet med nord-NM- och syd-SM-poler. Dessutom sammanfaller inte de magnetiska polerna bara med de sanna eller geografiska, utan också, som observationer visar, deras plats förändras över tiden. Således var den nordliga magnetiska polen 1950 belägen ungefär vid en punkt vars koordinater var cp = 72° N, l = 96° W, och den sydliga magnetiska polen var f = 70° S och l = 150° Ost.

Den kraft med vilken jordens magnetfält verkar på en enhet av magnetisk massa placerad i ett givet fält kallas magnetisk fältstyrka och kännetecknas av en vektor riktad mot vilken punkt som helst av jordens magnetfält längs tangenterna till kraftlinjerna.

Den jordiska magnetismens kraft som verkar när som helst i allmänt fall kan delas upp i två komponenter - horisontell och vertikal. Kraften från jordmagnetism vid punkt M (fig. 12) motsvarar i storlek och riktning vektorn G, dess horisontella komponent är H och dess vertikala komponent är Z. Om en fritt upphängd magnetisk nål placeras i punkt M, då senare kommer att etableras i riktning mot den horisontella komponenten av jordmagnetism R Det vertikala planet DMAS, i vilket vektorn T och den magnetiska nålen som hålls av kraften H är belägna, kallas planet för den magnetiska meridianen. Vinkeln RMD mellan planen för den sanna meridianen PMAF och magnetisk DMAS kallas magnetisk deklination och betecknas med bokstaven d.

När den norra delen av den magnetiska meridianen avviks till höger om den sanna meridianen, kallas deklinationen östlig (Ost) och tilldelas ett plustecken, men om den norra delen av den magnetiska meridianen avviker till vänster om den sanna. meridian kommer deklinationen att vara västlig (W) med ett minustecken (fig. 13). Deklination anses alltid OTNH KNM K Ost eller WOT 0 till 180°.

Kraften Z (se fig. 12) kommer att luta den fritt upphängda magnetnålen och ställa in den i en viss vinkel 0 mot planet för den verkliga horisonten. Denna vinkel kallas lutning.

Alla punkter på jorden där lutningen är 0° ligger på den magnetiska ekvatorn, som inte sammanfaller med den geografiska ekvatorn och representerar en oregelbunden kurva. På magnetiska poler Jordens lutning är 90°.

Spänning, deklination och lutning är de grundläggande elementen i jordmagnetism.

För närvarande, baserat på arbete för att bestämma jordens magnetfält, publiceras speciella kartor för alla dess regioner, på vilka linjer som är lika viktiga för elementen i jordens magnetism ritas.

För att karakterisera magnetfältets styrka publiceras kartor över isodyner, magnetisk lutning - isokliner och magnetisk deklination - isogoner. På isogonkartor kallas linjen som förbinder punkter där deklinationen är 0°, det vill säga där den magnetiska meridianen sammanfaller med den sanna, agon.

Alla element i jordens magnetism förändras över tiden, så kartorna leder till ett specifikt år och indikeras av årliga förändringar i elementen i jordens magnetism.

Magnetisk deklination i navigering har högsta värde, eftersom det måste beaktas för att bestämma de sanna riktningarna till sjöss när man använder en magnetisk kompass.

Funktionen av en magnetisk kompass är baserad på användningen av jordens magnetfält, och den magnetiska kompassnålen, monterad på en vertikal axel, har praktiskt taget en frihetsgrad runt denna axel och är inställd i riktning mot den horisontella komponenten av jordens magnetism. Värdet på denna komponent bestäms av uttrycket H = T cos 0 (se fig. 12), och det karakteriserar storleken på kraften som håller kompassnålen i den magnetiska meridianens plan.

När du närmar dig de magnetiska polerna ökar vinkeln 0 och kompassavläsningen blir felaktig.

På de platserna på jorden där de ligger järnmalmer, skarpa avvikelser av deklinationsvärdena från deras värden i de närmaste områdena observeras. Sådana avvikelser kallas anomalier.

Kortsiktiga skarpa fluktuationer i elementen i jordens magnetism - magnetiska stormar, under vilka deklinationen förändrades med tiotals grader, observerades också upprepade gånger. Under en sådan period är avläsningar från magnetiska kompasser opålitliga och det är farligt att lita på dem.

Praktiska tillämpningar av fenomenen jordmagnetism. Under påverkan av det geomagnetiska fältet är den magnetiska nålen belägen i planet för den magnetiska meridianen. Detta fenomen har använts sedan urminnes tider för terrängorientering, plottning av fartygs kurs på öppet hav, i geodetik och lantmäteriövningar, i militära angelägenheter, etc.

Studiet av lokala magnetiska anomalier gör det möjligt att detektera mineraler, främst järnmalm (se Magnetisk prospektering), och i kombination med andra geofysiska prospekteringsmetoder, för att bestämma deras läge och reserver. Den magnetotelluriska metoden att sondera jordens inre har blivit utbredd, där den elektriska ledningsförmågan hos jordens inre skikt beräknas från fältet av en magnetisk storm och sedan bedöms trycket och temperaturen som finns där.

En informationskälla om atmosfärens övre skikt är geomagnetiska variationer. Magnetiska störningar, till exempel förknippade med en magnetisk storm, inträffar flera timmar tidigare än, under dess påverkan, inträffar förändringar i jonosfären som stör radiokommunikationen. Detta gör det möjligt att göra magnetiska prognoser nödvändiga för att säkerställa oavbruten radiokommunikation (radioväderprognoser). Geomagnetiska data tjänar också till att förutsäga strålningssituationen i rymden nära jorden under rymdflygningar.

Konstantiteten hos det geomagnetiska fältet upp till höjder av flera jordradier används för orientering och manövrering rymdskepp.

Det geomagnetiska fältet påverkar levande organismer, grönsaksvärlden och man. Till exempel, under perioder av magnetiska stormar, ökar antalet hjärt-kärlsjukdomar, tillståndet för patienter som lider av högt blodtryck förvärras, etc. Studiet av naturen av elektromagnetiska effekter på levande organismer är ett av de nya och lovande områdena inom biologin.

Jordbunden magnetism

geomagnetism, magnetfält på jorden och nära jorden yttre rymden; en gren av geofysik som studerar fördelningen i rymden och förändringar i tid av det geomagnetiska fältet, samt relaterade geofysiska processer i jorden och den övre atmosfären.

Vid varje punkt i rymden kännetecknas det geomagnetiska fältet av en styrkevektor T, vars storlek och riktning bestäms av 3 komponenter X, Y, Z(nord, öst och vertikal) i ett rektangulärt koordinatsystem ( ris. 1 ) eller 3 element av Z. m.: horisontell spänningskomponent N, magnetisk deklination D (Se magnetisk deklination) (vinkel mellan N och planet för den geografiska meridianen) och magnetisk lutning jag(vinkel mellan T och horisontalplanet).

Jordens magnetism orsakas av verkan av permanenta källor som är belägna inuti jorden och som endast upplever långsamma sekulära förändringar (variationer), och externa (variabla) källor som finns i jordens magnetosfär (se jordens magnetosfär) och jonosfär (se jonosfär). Följaktligen görs en skillnad mellan de huvudsakliga (huvud, jordmagnetism 99%) och variabla (jordmagnetism 1%) geomagnetiska fält.

Huvud (konstant) geomagnetiskt fält. För att studera den rumsliga fördelningen av det huvudsakliga geomagnetiska fältet, värdena uppmätta på olika platser H, D, I lägg på kartor (magnetiska kartor) och koppla samman punkter med lika värde av element med linjer. Sådana linjer kallas respektive isodynamik (se isodynamik), isogoner (se izogoner), isokliner (se isokliner). Linje (isoklin) jag= 0, dvs den magnetiska ekvatorn sammanfaller inte med den geografiska ekvatorn. Med ökande latitud värdet jagökar till 90° vid de magnetiska polerna (Se Magnetisk pol). Full spänning T (ris. 2 ) från ekvatorn till polen ökar från 33,4 till 55,7 bil(från 0,42 till 0,70 oe). Koordinater för den nordliga magnetiska polen 1970: longitud 101,5° W. lång., latitud 75,7° N. sh.; sydmagnetisk pol: longitud 140,3° Ö. lång, latitud 65,5° S. w. En komplex bild av fördelningen av det geomagnetiska fältet kan representeras till en första approximation av fältet för en dipol (se dipol) (excentrisk, med en förskjutning från jordens centrum med cirka 436 km) eller en homogen magnetiserad boll, vars magnetiska moment är riktat i en vinkel på 11,5° mot jordens rotationsaxel. Geomagnetiska poler (poler av en likformigt magnetiserad boll) och magnetiska poler definierar ett system av geomagnetiska koordinater (geomagnetisk latitud, geomagnetisk meridian, geomagnetisk ekvator) respektive magnetiska koordinater (magnetisk latitud, magnetisk meridian). Avvikelser från den faktiska fördelningen av det geomagnetiska fältet från dipolen (normal) kallas magnetiska anomalier (se Magnetiska anomalier). Beroende på det ockuperade områdets intensitet och storlek urskiljs globala anomalier av djupt ursprung, till exempel östsibiriska, brasilianska etc., såväl som regionala och lokala anomalier. Det senare kan till exempel orsakas av ojämn fördelning i jordskorpan ferromagnetiska mineraler. Inverkan av globala anomalier påverkar upp till höjderna av jordens magnetism 0,5 R 3 ovanför jordens yta ( R 3 - jordens radie). Det geomagnetiska huvudfältet har en dipolkaraktär upp till höjderna av jordens magnetism3 R 3.

Den upplever sekellånga variationer som inte är desamma över hela världen. På platser med den mest intensiva sekulära variationen når variationerna 150γ per år (1γ = 10-5 oe). Det finns också en systematisk drift av magnetiska anomalier västerut med en hastighet av cirka 0,2° per år och en förändring i storleken och riktningen av jordens magnetiska moment med en hastighet av 20γ per år. På grund av sekulära variationer och otillräcklig kunskap om det geomagnetiska fältet över stora områden (hav och polarområden) finns det ett behov av att omkompilera magnetiska kartor. För detta ändamål utförs världsomspännande magnetiska undersökningar på land, i haven (på icke-magnetiska fartyg), i luftrummet (Aeromagnetic Survey) och i yttre rymden (med hjälp av konstgjorda jordsatelliter). För mätningar används följande: magnetisk kompass, magnetisk teodolit, magnetisk skala, inklinator, magnetometer, aeromagnetometer och andra instrument. Studiet av geodesi och sammanställningen av kartor över alla dess element spelar en viktig roll i sjö- och flygnavigering, geodesi och lantmäteri.

Studiet av det geomagnetiska fältet från tidigare epoker utförs genom kvarvarande magnetisering av stenar (se Paleomagnetism), och för den historiska perioden - genom magnetisering av bakade lerprodukter (tegelstenar, keramiska fat, etc.). Paleomagnetiska studier visar att riktningen för jordens huvudsakliga magnetfält har vänts om många gånger tidigare. Den senaste förändringen ägde rum för cirka 0,7 miljoner år sedan.

A. D. Shevnin.

Ursprunget för det huvudsakliga geomagnetiska fältet. För att förklara ursprunget till det grundläggande geomagnetiska fältet har många olika hypoteser lagts fram, inklusive hypoteser om existensen av en grundläggande naturlag, enligt vilken varje roterande kropp har magnetiskt moment. Försök har gjorts att förklara det underliggande geomagnetiska fältet med närvaron av ferromagnetiska material i jordskorpan eller kärnan; rörelse av elektriska laddningar, som deltar i daglig rotation Jorden skapar en elektrisk ström; närvaron i jordens kärna av strömmar orsakade av den termoelektromotoriska kraften vid gränsen för kärnan och manteln etc., och slutligen verkan av den så kallade hydromagnetiska dynamo i jordens flytande metallkärna. Moderna data om sekulära variationer och multipla förändringar i det geomagnetiska fältets polaritet förklaras på ett tillfredsställande sätt endast av hypotesen om en hydromagnetisk dynamo (HD). Enligt denna hypotes kan ganska komplexa och intensiva rörelser uppstå i jordens elektriskt ledande flytande kärna, vilket leder till självexcitering av ett magnetfält, liknande hur ström och magnetfält genereras i en självexciterad dynamo. Gasgeneratorns verkan är baserad på elektromagnetisk induktion i ett rörligt medium, som i sin rörelse korsar de magnetiska fältlinjerna.

HD-forskningen bygger på magnetohydrodynamik (Se Magnetohydrodynamik). Om vi betraktar materiens rörelsehastighet i jordens flytande kärna som given, så kan vi bevisa den grundläggande möjligheten att generera ett magnetfält under rörelser olika typer, både stationära och icke-stationära, regelbundna och turbulenta. Det genomsnittliga magnetfältet i kärnan kan representeras som summan av två komponenter - toroidfältet Iφ och fält Vr, vars fältlinjer ligger i meridionalplan ( ris. 3 ). Toroidformade magnetfältlinjer Iφ är låsta inne i jordens kärna och går inte utanför. Enligt det vanligaste schemat för markbunden GD, fältet Bφ är hundratals gånger starkare än fältet som penetrerar utåt från kärnan I P, som har ett övervägande dipolutseende. Inhomogen rotation av elektriskt ledande vätska i jordens kärna deformerar fältlinjer I P och bildar fältlinjer från dem I(. I sin tur fältet I P genereras på grund av den induktiva interaktionen av en ledande vätska som rör sig på ett komplext sätt med fältet Iφ. För att säkerställa fältgenerering I P från Iφ vätskerörelser bör inte vara axisymmetriska. För resten, som visas kinetisk teori GD, rörelser kan vara väldigt olika. Rörelser av den ledande vätskan skapas under genereringsprocessen, förutom fältet I P, såväl som andra långsamt föränderliga fält, som, som penetrerar utåt från kärnan, orsakar sekulära variationer i det geomagnetiska huvudfältet.

Den allmänna teorin om GD, som studerar både genereringen av fältet och "motorn" av den jordiska GD, d.v.s. ursprunget till rörelser, är fortfarande i det inledande utvecklingsstadiet, och mycket är fortfarande hypotetiskt i den. Arkimedeiska krafter, orsakade av små inhomogeniteter i densitet i kärnan, och tröghetskrafter (se tröghetskraft) framläggs som orsaker som orsakar rörelser.

Den förra kan associeras antingen med frigörandet av värme i kärnan och termisk expansion av vätskan (termisk konvektion), eller med heterogeniteten i kärnans sammansättning på grund av frigörandet av föroreningar vid dess gränser. Det senare kan orsakas av acceleration på grund av precession (Se Precession) av jordens axel. Närheten av det geomagnetiska fältet till fältet för en dipol med en axel nästan parallell med jordens rotationsaxel indikerar ett nära samband mellan jordens rotation och jordens ursprung. Rotation skapar Corioliskraften (Se Coriolis tvinga). , som kan spela en betydande roll i jordens GD-mekanism. Beroendet av det geomagnetiska fältets storlek på intensiteten av materiens rörelse i jordens kärna är komplext och har ännu inte studerats tillräckligt. Enligt paleomagnetiska studier fluktuerar storleken på det geomagnetiska fältet, men i genomsnitt, i termer av storleksordningen, förblir det oförändrat under lång tid - i storleksordningen hundratals miljoner år.

Jordens geodynamiks funktion är förknippad med många processer i jordens kärna och mantel, därför är studiet av det huvudsakliga geomagnetiska fältet och jordens geodynamik en väsentlig del av hela komplexet av geofysiska studier av den inre strukturen och utvecklingen av jordens geodynamik. jorden.

S. I. Braginsky.

Variabelt geomagnetiskt fält. Mätningar utförda på satelliter och raketer har visat att samspelet mellan solvindsplasma (Se Solvind) med det geomagnetiska fältet leder till en störning av fältets dipolstruktur på avstånd Jordmagnetism3 Rз från jordens mitt. Solvinden lokaliserar det geomagnetiska fältet i en begränsad volym av jordens nära rymden - jordens magnetosfär, medan vid magnetosfärens gräns balanseras solvindens dynamiska tryck av trycket från jordens magnetfält. Solvinden komprimerar jordens magnetfält från dagsidan och bär geomagnetiska fältlinjer från polområdena till nattsidan och bildar en magnetisk svans av jorden nära ekliptikplanet med en längd på minst 5 miljoner km. km(centimeter. ris. i artiklar Jorden Och jordens magnetosfär). Den ungefärliga dipolregionen av fältet med slutna fältlinjer (inre magnetosfären) är en magnetisk fälla av laddade partiklar av nära jordens plasma (se Jordens strålningsbälten).

Flödet av solvindplasma runt magnetosfären med en variabel densitet och hastighet av laddade partiklar, såväl som partiklars genombrott i magnetosfären, leder till förändringar i intensiteten av elektriska strömsystem i magnetosfären och jonosfären på jorden. Nuvarande system orsakar i sin tur svängningar av det geomagnetiska fältet i rymden nära jorden och på jordens yta i ett brett spektrum av frekvenser (från 10 -5 till 10 2 Hz) och amplituder (från 10-3 till 10-7 eh). Fotografisk registrering av kontinuerliga förändringar i det geomagnetiska fältet utförs i magnetiska observatorier med hjälp av magnetografer. I lugna tider observeras periodiska sol-dygns- och mån-dygnsvariationer på låga och medelstora breddgrader Magnetiska variationer med amplituder på 30-70γ respektive 1-5γ. Andra observerade oregelbundna fältsvängningar av olika former och amplituder kallas magnetiska störningar, bland vilka flera typer av magnetiska variationer urskiljs.

Magnetiska störningar som täcker hela jorden och varar från en ( ris. 4 ) upp till flera dagar, kallas globala magnetiska stormar (se Magnetiska stormar) , under vilken amplituden för enskilda komponenter kan överstiga 1000γ. En magnetisk storm är en av manifestationerna av starka störningar av magnetosfären som uppstår när parametrarna för solvinden ändras, särskilt hastigheten på dess partiklar och den normala komponenten av det interplanetära magnetfältet i förhållande till ekliptikplanet. Starka störningar av magnetosfären åtföljs av uppkomsten i jordens övre atmosfär polarljus, jonosfäriska störningar, röntgen och lågfrekvent strålning.

Praktiska tillämpningar av fenomenen z. m. Under påverkan av det geomagnetiska fältet är den magnetiska nålen belägen i planet för den magnetiska meridianen. Detta fenomen har använts sedan urminnes tider för terrängorientering, plottning av fartygs kurs på öppet hav, i geodetik och lantmäteriövningar, i militära angelägenheter, etc. (se Kompass, Kompass).

Konstantiteten hos det geomagnetiska fältet upp till höjder av flera jordradier används för orientering och manövrering av rymdfarkoster.

Det geomagnetiska fältet påverkar levande organismer, flora och människor. Till exempel, under perioder av magnetiska stormar, ökar antalet hjärt-kärlsjukdomar, tillståndet för patienter som lider av högt blodtryck förvärras, etc. Studiet av naturen av elektromagnetiska effekter på levande organismer är ett av de nya och lovande områdena inom biologin.

A. D. Shevnin.

Belyst.: Yanovsky B.M., Terrestrial magnetism, vol 1-2, L., 1963-64; hans, Utveckling av arbetet med geomagnetism i Sovjetunionen under sovjetmaktens år. "Izv. USSR:s vetenskapsakademi, Jordens fysik", 1967, nr 11, sid. 54; Handbok om det alternerande magnetfältet i Sovjetunionen, L., 1954; Jordnära rymden. Referensdata, trans. från English, M., 1966; Nutiden och det förflutna av jordens magnetfält, M., 1965; Braginsky S.I., Om grunderna för teorin om jordens hydromagnetiska dynamo, "Geomagnetism and Aeronomy", 1967, vol. 7, nr 3, sid. 401; Solar-terrestrial physics, M., 1968.

Ris. 2. Karta över den totala geomagnetiska fältstyrkan (i oersted) för epoken 1965; svarta cirklar - magnetiska poler (M.P.). Kartan visar världens magnetiska anomalier: brasilianska (B.A.) och östsibiriska (E.-S.A.).

Ris. 3. Schema för magnetiska fält i en hydromagnetisk dynamo av jorden: NS - jordens rotationsaxel: В р - fält nära fältet för en dipol riktad längs jordens rotationsaxel; B φ är ett toroidfält (i storleksordningen hundratals gauss), stängt inuti jordens kärna.

Ris. 4. Magnetogram på vilket en liten magnetisk storm registreras: H 0, D 0, Z 0 - början av motsvarande komponent av jordens magnetism; Pilarna visar referensriktningen.

Stora sovjetiska encyklopedien. - M.: Sovjetiskt uppslagsverk. 1969-1978 .

Se vad "Earth magnetism" är i andra ordböcker:

- (geomagnetism), 1) jordens magnetfält. 2) En gren inom geofysik som studerar fördelningen i lag och förändringar över tid av magnetfält. jordens fält, såväl som fysiska fält som är associerade med den. processer i jorden och i atmosfären. Vid varje punkt är geomagnetiken rätt. fältet kännetecknas av... Fysisk uppslagsverk

- (Terrestrial magnetism) magnetfält nära jorden, lättast att upptäcka genom dess effekt på magnetnålen. Riktningen för Z. M.-kraften bestäms vanligtvis av två vinklar: magnetisk deklination och magnetisk inklination, och storleken på Z. M.-kraften... ... Marine Dictionary

Stor encyklopedisk ordbok

jordbunden magnetism- geomagnetism - [Ya.N.Luginsky, M.S.Fezi Zhilinskaya, Yu.S.Kabirov. Engelsk-rysk ordbok för elektroteknik och kraftteknik, Moskva, 1999] Ämnen elektroteknik, grundläggande begrepp Synonymer geomagnetism EN Earth magnetismterrestrial... ... Teknisk översättarguide

jordbunden magnetism- Jordens magnetfält, betraktat som en helhet, varierande i intensitet och riktning, påverkar nålen på den magnetiska kompassen, som pekar mot den norra geomagnetiska polen ... Ordbok för geografi

JORDMAGNETISM- Jordens magnetfält. Den består av två komponenter: ett konstant fält pga inre struktur Jorden och ett växelfält orsakat av inverkan av elektriska strömmar i jonosfären och magnetosfären, som inte överstiger 1 % av konstanten... ... Big Polytechnic Encyclopedia

Jordens magnetfält, vars existens beror på verkan av konstanta källor som finns inuti jorden (se Hydromagnetisk dynamo) och skapar huvudkomponenten i fältet (99%), såväl som variabla källor (elektriska strömmar) i . ... ... encyklopedisk ordbok

jordbunden magnetism- Žemės magnetizmas statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. jordmagnetism; geomagnetism; jordmagnetism vok. Erdmagnetism, m rus. geomagnetism, m; jordmagnetism, m pranc. geomagnétisme, m; magnétisme terrestre, m … Fizikos terminų žodynas

Redan på artonhundratalet ville en forskare från England vid namn Schuster förstå och förklara vad jordens magnetism består av. Han antog att det orsakades av dess rotation runt sin axel. I Ryssland uppmärksammade han denna fråga stor uppmärksamhet fysiker P. Lebedev. Enligt hans teori, på grund av påverkan av centrifugalkrafter, förskjuts elektroner i atomer mot vår planet. På grund av detta måste ytan nödvändigtvis ha en negativ laddning och detta leder i sin tur till uppkomsten av magnetism som sådan.

Denna teori visade sig dock vara felaktig. Efter att ha utfört experiment med hjulet som roterade i hög hastighet, hittades ingen magnetism i det. Forskaren Gelbert hävdade att vår planet helt och hållet är gjord av sten av magnetisk natur. Det fanns också synpunkter som hävdade att jorden blev magnetiserad tack vare solen. Alla dessa teorier visade emellertid sin fullständiga icke-livsduglighet efter att de relevanta studierna utförts.

Jordens magnetfältsteori

Många av forskarna antog att planeten hade en flytande kärna, vilket orsakade magnetism, och denna synpunkt finns fortfarande i vetenskapen. Forskaren Blackett i mitten av nittonhundratalet föreslog att planeternas magnetfält orsakas av någon lag som fortfarande är okänd för vetenskapen.

Han utvecklade en teori som hjälpte till att klargöra många aspekter av magnetismens natur. Det var då som forskare kunde fastställa exakt vilken rotationshastighet och vilka magnetfält vår planet, Solen, samt den stjärnkodade E78 har.

Som bekant från fysiken är till exempel jordens och solens magnetfält relaterade på samma sätt som deras vinkelmoment. Forskare har föreslagit att det finns ett samband mellan rotation himlakroppar och deras magnetism. Vid den tiden var forskare av åsikten att rotation av kroppar leder till uppkomsten av magnetism.

Trots experiment från den tidens forskare kunde de inte svara exakt på denna fråga, och många vetenskapliga experiment som försökte förklara magnetismens natur lade bara till ännu fler frågor. I slutändan, först efter utvecklingen av fysik och astronomi, förstod forskarna bättre karaktären hos detta mystiska fenomen. Frågor kvarstod dock.

Frågan uppstår: gör rotationen av vår planet att magnetfältet störs, eller får magnetismen planeten att rotera? Kanske roterar vår planet runt sin axel hela tiden, eftersom det är en jättemagnet som ligger i en ström av högladdade partiklar.

Magnetism och planetens kärna

Tack vare ny kunskap inom fysikområdet var det möjligt att bevisa det uppenbara sambandet mellan planetens kärna och magnetism. Forskning av forskare har visat att till exempel vår satellit, Månen, inte har något eget magnetfält, och tack vare mätningar från rymdfarkoster var det möjligt att exakt fastställa att den inte har detta fält. Intressanta data upptäcktes av forskare när de studerade planetens strömmar i Arktis och Antarktis. Det visade sig att det finns en mycket hög aktivitet av elektriska strömmar, som är många gånger högre än deras intensitet på normala breddgrader. Detta tyder på att elektroner kommer in i planeten i stora mängder genom de magnetiska polzonerna, som finns i polarlocken.

När solens aktivitet ökar kraftigt ökar också vår planets elektriska strömmar. För närvarande tror forskare att elektriska strömmar i planeten orsakas av flödet av massa av jordens kärna och det konstanta inflödet av elektroner från yttre rymden. Ny forskning kommer säkerligen att fortsätta att klargöra naturen av jordens magnetism, och vi kommer fortfarande att lära oss mycket intressanta fakta om detta fenomen.

Jorden har ett magnetfält, vilket tydligt manifesteras i dess effekt på magnetnålen. Fritt upphängd i rymden installeras den var som helst i riktning mot magnetiska kraftlinjer som konvergerar vid magnetpolerna.

Jordens magnetiska poler sammanfaller inte med och ändrar långsamt sin plats. För närvarande ligger de i norr och in. Kraftlinjer som går från en pol till en annan kallas magnetiska. De sammanfaller inte med de geografiska i riktning och indikerar inte strikt nord-sydlig riktning. Vinkeln mellan magnetisk och kallas magnetisk deklination. Den kan vara östlig (positiv) och västerländsk (negativ). Med en östlig deklination avviker nålen öster om den geografiska meridianen, med en västlig deklination avviker den väster om den.

En fritt upphängd magnetisk nål bibehåller en horisontell position endast på linjen för den magnetiska ekvatorn. Den sammanfaller inte med den geografiska och drar sig tillbaka från den till söder på västra halvklotet och norrut på östra. Norr om den magnetiska ekvatorn går den norra änden av magnetnålen ner, och ju mer desto kortare är avståndet till den magnetiska polen. Vid den magnetiska polen på norra halvklotet blir nålen vertikal, med den norra änden nedåt. Söder om den magnetiska ekvatorn, tvärtom, lutar den södra änden av pilen nedåt. Vinkeln som bildas av en magnetisk nål med ett horisontellt plan kallas magnetisk lutning. Det kan vara norra eller södra. Den magnetiska lutningen varierar från 0° vid den magnetiska ekvatorn till 90° vid de magnetiska polerna. Magnetisk deklination och lutning karakteriserar riktningarna för magnetiska kraftlinjer vid vilken punkt som helst vid ett givet ögonblick. Det finns konstanta och variabla magnetfält på jorden. Konstanten bestäms av själva planetens magnetism. Magnetiska kartor ger en uppfattning om tillståndet för jordens konstanta magnetfält. De förblir bara korrekta i några år eftersom den magnetiska deklinationen och lutningen förändras kontinuerligt, om än mycket långsamt. Vanligtvis sammanställs magnetiska kartor en gång vart femte år.

Magnetiska anomalier är avvikelsen för magnetisk deklination och lutningsvärden från deras medelvärde för en given plats. De kan täcka enorma områden, i vilket fall de kallas regionala, eller de kan vara små, i vilket fall de kallas lokala. Ett exempel på en regional magnetisk anomali är. Här hittades en västlig deklination istället för en östlig. Magnetfältet för denna anomali avtar mycket långsamt med höjden. Enligt artificiell satellit På jorden minskar påverkan från den magnetiska anomalien mycket lite på höjden. Ett exempel på en lokal är Kursk magnetiska anomali, som skapar en magnetfältspänning 5 gånger större än medelspänningen för jordens magnetfält.

De flesta av anomalierna förklaras av förekomsten av .

Magnetiska stormar är särskilt starka störningar av magnetfältet, manifesterade i magnetnålens snabba avvikelse från dess normala position. Magnetiska stormar orsakas av utbrott på solen och åtföljande penetration av elektriskt laddade partiklar in i jorden och in i den. Den 23 februari 1956 inträffade en explosion på solen. Det varade i flera minuter, och en magnetisk storm bröt ut på jorden, som ett resultat av vilken driften av radiostationer avbröts i 2 timmar, och den transatlantiska telefonkabeln misslyckades under en tid. Resultatet av magnetiska stormar är.

Jordens magnetfält sträcker sig uppåt till en höjd av cirka 90 tusen km. Upp till en höjd av 44 tusen km minskar storleken på jordens magnetfält. I lagret från 44 tusen km till 80 tusen km är magnetfältet instabilt, skarpa fluktuationer förekommer ständigt i det. Över 80 tusen km minskar magnetfältets intensitet snabbt.Jordens magnetfält antingen avböjer eller fångar upp laddade partiklar som flyger från solen eller bildas när kosmiska strålar interagerar med atomer eller luftmolekyler. Laddade partiklar som fångas i jordens magnetfält bildar strålningsbälten. Hela området av jordens nära rymden där det finns laddade partiklar som fångas av jordens magnetfält kallas magnetosfären.

Magnetfältsfördelning över jordens yta ständigt förändras. Det rör sig sakta mot väster. I tidiga XIXårhundradet passerade den magnetiska meridianen för nolldeklination nära Moskva, i början av 1900-talet flyttade den till och ligger nu vid de västra gränserna. De magnetiska polernas position förändras också.

Magnetism har stor praktisk betydelse. Med hjälp av en magnetisk nål bestäms riktningarna av. För att göra detta är det alltid nödvändigt att införa en korrigering för magnetisk deklination i kompassavläsningen. Förbindelsen av magnetiska element med geologiska strukturer utgör grunden för magnetiska prospekteringsmetoder.