Магнети и магнетни својства на материјата. Предавање: Земјиниот магнетизам и неговото значење Земјиниот магнетизам и неговите карактеристики

Материјал од Унциклопедијата

Земјата има својства што овозможуваат да се смета нашата планета како магнет со два пола (северен и југ). Околу земјата има магнетно поле. Нејзиниот главен дел е создаден од извори лоцирани во внатрешноста на Земјата. Јужниот магнетен пол се наоѓа на северната хемисфера на полуостровот Бутија, на самиот север на Канада, а на северот - во јужната хемисфера на Антарктикот, на меридијанот од околу. Тасманија.

Магнетното поле јасно се манифестира во ефектот на магнетната игла на компасот. Од еден до друг магнетен пол има линии на сила кои ја обиколуваат земјината топка. Рамнините во кои лежат магнетните линии формираат магнетни меридијани.

Насоката на иглата на компасот кон магнетниот пол (магнетен меридијан) на површината на земјата не се совпаѓа со насоката на географскиот меридијан. Меѓу нив се формира агол, кој се нарекува магнетна деклинација. Секое место на површината на земјата има свој агол на отклонување. Кога магнетната игла отстапува на исток, деклинацијата се смета за исток (позитивна), со отстапување на запад-запад (негативно). Знаејќи ја деклинацијата на магнетната игла на дадено место, лесно може да се одреди правецот на вистинскиот (географски) меридијан. А ако е позната и географската широчина, тогаш се одредуваат географските координати или локацијата на точката. Бидејќи магнетните полови се во внатрешноста на Земјата, магнетната игла не е хоризонтална, туку наклонета кон хоризонтот. Аголот на овој наклон, односно аголот помеѓу правецот на линиите на магнетното поле и хоризонталната рамнина, се нарекува магнетна наклонетост. Како што се приближувате до магнетните столбови, аголот на наклон се зголемува. На магнетниот пол, магнетната игла зазема вертикална положба и магнетната наклонетост достигнува 90 ° на половите. Во близина на магнетниот екватор е еднаков на нула.

Во некои региони на Земјата, вредностите што го карактеризираат магнетното поле остро се разликуваат од просечните вредности. Овие места, каде што иглата на компасот покажува аномална деклинација, се нарекуваат магнетни аномалии. Повеќето од нив се должат на појавата на карпи кои содржат железни руди. На територијата на СССР се познати голем број магнетни аномалии: Курск, Кривој Рог итн.

Понекогаш можете да ги набљудувате погрешните флуктуации на магнетната игла. Ваквите брзи отстапувања од неговата нормална положба се предизвикани од магнетни бури поврзани со навлегувањето на електрично наелектризираните честички што ги испушта Сонцето во атмосферата на Земјата со голема брзина. Ова засилување на магнетното поле и делува на стрелката. Резултатот од магнетните бури се поларните светлина (види Атмосферски оптички и електрични феномени). Земјиното магнетно поле се протега до 60.000 km над површината на земјата; Просторот исполнет со магнетно поле се нарекува магнетосфера на Земјата. Оваа сфера доловува електрично наелектризирани честички кои летаат од Сонцето, кои ги формираат појасите за зрачење на Земјата.

ТЕРЕСТРИАЛЕН МАГНЕТИЗАМ (геомагнетизам), магнетното поле на Земјата и вселената во близина на Земјата; гранка на геофизиката која го проучува Земјиното магнетно поле и сродните феномени (магнетизам на карпите, телурични струи, аурори, струи во јоносферата и магнетосферата на Земјата).

Историја на проучувањето на магнетното поле на Земјата. Постоењето на магнетизам е познато уште од античко време. Се верува дека првиот компас се појавил во Кина (датумот на појавување е дискутабилен). На крајот на 15 век, за време на патувањето на Х. Колумбо, беше откриено дека магнетната деклинација е различна за различни точки на површината на Земјата. Ова откритие го означи почетокот на развојот на науката за копнениот магнетизам. Во 1581 година, англискиот истражувач Р. Норман предложил иглата на компасот да се врти на одреден начин од сили чиј извор е под површината на Земјата. Следниот значаен чекор беше појавувањето во 1600 година на книгата на В. Гилберт „За магнетот, магнетните тела и големиот магнет - Земјата“, каде беше дадена идеја за причините за копнениот магнетизам. Во 1785 година, започна развојот на методот за мерење на јачината на магнетното поле, врз основа на методот на вртежен момент предложен од С. Кулон. Во 1839 година, К. Гаус теоретски потврдил метод за мерење на хоризонталната компонента на векторот на магнетното поле на планетата. На почетокот на 20 век беше утврдена врската помеѓу магнетното поле на Земјата и неговата структура.

Како резултат на набљудувањата, беше откриено дека магнетизацијата на земјината топка е повеќе или помалку униформа, а магнетната оска на Земјата е блиску до нејзината оска на ротација. И покрај релативно големиот број на експериментални податоци и бројните теоретски студии, прашањето за потеклото на копнениот магнетизам не е конечно решено. До почетокот на 21 век, набљудуваните својства на магнетното поле на Земјата почнаа да се поврзуваат со физичкиот механизам на хидромагнетната динамо (види Магнетна хидродинамика), според која првичното магнетно поле што навлезе во јадрото на Земјата од меѓупланетарниот простор може да се зајакне и ослаби како резултат на движењето на материјата во течното јадро на планетата. За да се зајакне полето, доволно е да се има одредена асиметрија на таквото движење. Процесот на засилување продолжува додека растот на загубите за загревање на медиумот, што се јавува поради зголемување на јачината на струите, не го избалансира приливот на енергија што доаѓа од неговото хидродинамичко движење. Сличен ефект се забележува кога се генерира електрична струја и магнетно поле во самовозбудена динамо.

Интензитетот на магнетното поле на Земјата.Карактеристика на секое магнетно поле е векторот на неговата јачина H - вредност што не зависи од медиумот и е нумерички еднаква на магнетната индукција во вакуум. Сопственото магнетно поле на Земјата (геомагнетно поле) е збир на полиња создадени од различни извори. Општо е прифатено дека магнетното поле H T на површината на планетата се состои од: полето создадено од еднообразната магнетизација на земјината топка (диполско поле, H 0); полето поврзано со хетерогеноста на длабоките слоеви на земјината топка (полето на светските аномалии, H a); поле поради магнетизирање на горните делови на земјината кора (H до); поле предизвикано од надворешни причини (H B); полето на варијации (δH), исто така поврзано со извори лоцирани надвор од земјината топка: H T = H o + H c + H a + H c + δH. Збирот на полињата H 0 + H k го формира главното магнетно поле на Земјата. Нејзиниот придонес во полето забележано на површината на планетата е повеќе од 95%. Аномалното поле H a (придонесот на H a во H t е околу 4%) е поделено на поле од регионален карактер (регионална аномалија) што се шири на големи површини и поле со локален карактер (локална аномалија) . Збирот на полињата H 0 + H k + H и често се нарекува нормално поле (H n). Бидејќи H е мал во споредба со H o и H k (околу 1% од H t), нормалното поле практично се совпаѓа со главното магнетно поле. Реално забележаното поле (минус полето на варијации δH) е збир на нормалното и аномалното магнетно поле: Ht = Hn + Ha. Задачата да се подели полето на површината на Земјата на овие два дела е неизвесна, бидејќи поделбата може да се изврши на бесконечен број начини. За недвосмислено решение на овој проблем, потребни се информации за изворите на секоја од компонентите на магнетното поле на Земјата. До почетокот на 21 век, беше утврдено дека изворите на аномалното магнетно поле се магнетизирани карпи кои лежат на длабочини кои се мали во споредба со радиусот на Земјата. Изворот на главното магнетно поле се наоѓа на длабочина од повеќе од половина од радиусот на Земјата. Бројни експериментални податоци овозможуваат да се конструира математички модел на магнетното поле на Земјата врз основа на формално проучување на неговата структура.

Елементи на копнениот магнетизам.За да се разложи векторот H t на компоненти, обично се користи правоаголен координатен систем со почеток на мерната точка на полето O (слика). Во овој систем, оската Ox е ориентирана во правец на географскиот меридијан кон север, оската Oy е ориентирана во правец на паралела кон исток, оската Оз е насочена од врвот до дното кон центарот на земјината топка. . Проекцијата на H T на оската Ox се нарекува северна компонента на полето, проекцијата на оската Oy се нарекува источна компонента, проекцијата на оската Оз се нарекува вертикална компонента; тие се означени соодветно со X, Y, Z. Проекцијата на H t на xy рамнината се означува како H и се нарекува хоризонтална компонента на полето. Вертикалната рамнина што минува низ векторот H t и оската Oz се нарекува рамнина на магнетниот меридијан, а аголот помеѓу географскиот и магнетниот меридијан се нарекува магнетна деклинација, означена со D. Ако векторот H е отстапен од насоката од оската Ox на исток, деклинацијата ќе биде позитивна (источна деклинација), а ако на запад - негативна (западна деклинација). Аголот помеѓу векторите H и H t во рамнината на магнетниот меридијан се нарекува магнетна наклонетост и се означува со I. Наклонот I е позитивен кога векторот H t е насочен надолу од површината на земјата, што се одвива во Северната хемисфера на Земјата и негативна кога H t е насочена нагоре, односно во јужната хемисфера. Деклинација, наклон, хоризонтални, вертикални, северни, источни компоненти се нарекуваат елементи на копнениот магнетизам, кои можат да се сметаат како координати на крајот на векторот H t во различни координатни системи (правоаголни, цилиндрични и сферични).

Ниту еден од елементите на копнениот магнетизам не останува константен во времето: нивната големина варира од час до час и од година во година. Ваквите промени се нарекуваат варијации на елементите на копнениот магнетизам (види Магнетни варијации). Промените што се случуваат во краток временски период (околу еден ден) се периодични; нивните периоди, амплитуди и фази се исклучително различни. Промените во просечните годишни вредности на елементите се монотони; нивната периодичност се открива само при многу долго времетраење на набљудувања (од редот на многу десетици и стотици години). Бавните варијации на магнетната индукција се нарекуваат секуларни; нивната вредност е околу 10 -8 T/годишно. Секуларните варијации на елементите се поврзани со изворите на полето, кои се наоѓаат во внатрешноста на земјината топка, а се предизвикани од истите причини како и самото магнетно поле на Земјата. Брзите варијации од периодична природа се должат на електричните струи во средината блиску до Земјата (види Јоносфера, Магнетосфера) и се разликуваат во голема мера во амплитудата.

Современи студии за магнетното поле на Земјата.До почетокот на 21 век, вообичаено е да се издвојат следните причини кои предизвикуваат копнеен магнетизам. Изворот на главното магнетно поле и неговите секуларни варијации се наоѓа во јадрото на планетата. Аномалното поле се должи на комбинација на извори во тенок горен слој наречен магнетно активна обвивка на Земјата. Надворешното поле е поврзано со извори во просторот блиску до Земјата. Полето со надворешно потекло се нарекува наизменично електромагнетно поле на Земјата, бидејќи не е само магнетно, туку и електрично. Главните и аномалните полиња често се комбинираат со заедничкиот условен термин „постојано геомагнетно поле“.

Главниот метод за проучување на геомагнетното поле е директно набљудување на просторната дистрибуција на магнетното поле и неговите варијации на површината на Земјата и во просторот блиску до Земјата. Набљудувањата се сведуваат на мерења на елементите на копнениот магнетизам во различни точки во вселената и се нарекуваат магнетни истражувања. Во зависност од локацијата на снимањето, тие се поделени на земја, морска (хидромагнетна), воздушна (аеромагнетна) и сателитска. Во зависност од големината на територијата опфатена со истражувањата, се разликуваат глобални, регионални и локални истражувања. Според измерените елементи, истражувањата се делат на модуларни (Т-истражувања, во кои се мери модулот на векторот на полето) и компонента (се мери само една или повеќе компоненти од овој вектор).

Земјиното магнетно поле е под влијание на протокот на сончевата плазма - сончевиот ветер. Како резултат на интеракцијата на сончевиот ветер со магнетното поле на Земјата, се формира надворешната граница на магнетното поле блиску до Земјата (магнетопаузата), што ја ограничува магнетосферата на Земјата. Обликот на магнетосферата постојано се менува под влијание на сончевиот ветер, чиј дел од енергијата навлегува во неа и се пренесува во сегашните системи кои постојат во блискиот простор на Земјата. Промените во магнетното поле на Земјата со текот на времето, предизвикани од дејството на овие тековни системи, се нарекуваат геомагнетни варијации и се разликуваат и по нивното времетраење и по локализација. Постојат многу различни типови на временски варијации, секој со своја морфологија. Под дејство на сончевиот ветер, магнетното поле на Земјата се искривува и добива „опашка“ во правец од Сонцето, која се протега на стотици илјади километри, оди подалеку од орбитата на Месечината.

Диполскиот магнетен момент на Земјата е околу 8·10 22 A·m 2 и постојано се намалува. Просечната индукција на геомагнетното поле на површината на планетата е околу 5·10 -5 Т. Главното магнетно поле на Земјата (на растојание помало од три радиуси на Земјата од нејзиниот центар) е во форма блиску до полето на еквивалентен магнетен дипол, чиј центар е поместен во однос на центарот на Земјата со околу 500 km во правец на точка со координати 18 ° северна географска ширина и 147,8 ° источна географска должина. Оската на овој дипол е наклонета кон оската на ротација на Земјата за 11,5°. Под истиот агол, геомагнетните полови се одвоени од соодветните географски полови. Во исто време, јужниот геомагнетен пол се наоѓа на северната хемисфера.

Набљудувањата од големи размери на промените во елементите на копнениот магнетизам се вршат во магнетни опсерватории кои формираат светска мрежа. Варијациите на геомагнетното поле се снимаат со специјални инструменти, податоците од мерењето се обработуваат и се испраќаат до светските центри за собирање податоци. За визуелно прикажување на сликата на просторната дистрибуција на елементите на копнениот магнетизам, се конструираат контурни карти, односно криви што ги поврзуваат точките на картата со исти вредности на еден или друг елемент на копнениот магнетизам (види карти) . Кривите што ги поврзуваат точките на идентични магнетни деклинации се нарекуваат изогони, кривите со идентични магнетни наклонетости се нарекуваат изоклинини, идентичните хоризонтални или вертикални, северните или источните компоненти на векторот Ht се нарекуваат изодинамика на соодветните компоненти. Линиите со еднакви промени на полето обично се нарекуваат изопори; линии со еднакви вредности на поле (на карти на аномалното поле) - изоаномалии.

Резултатите од студиите за копнениот магнетизам се користат за проучување на Земјата и вселената во близина на Земјата. Мерењата на интензитетот и насоката на магнетизацијата на карпите овозможуваат да се процени промената на геомагнетното поле со текот на времето, што служи како клучна информација за одредување на нивната старост и развивање на теоријата за литосферските плочи. Податоците за геомагнетните варијации се користат во магнетните истражувања за минерали. Во вселената блиску до Земјата, на растојание од илјада или повеќе километри од површината на Земјата, неговото магнетно поле ги отфрла космичките зраци, заштитувајќи го целиот живот на планетата од тешко зрачење.

Лит .: Јановски Б. М. Земјански магнетизам. Л., 1978; Калинин Ју Д. Секуларни геомагнетни варијации. Новосиб., 1984; Колесова VI Аналитички методи на магнетна картографија. М., 1985; Parkinson W. Вовед во геомагнетизмот. М., 1986 година.

Во продолжение на претходната тема за ѕвезден магнетизам сакам да кажам нешто за планетарниот. Посебна гранка на геофизиката која го проучува потеклото и природата на магнетното поле на Земјата се нарекува геомагнетизам. Тој го објаснува потеклото на магнетното поле на планетите вака:
"почетното магнетно поле се зајакнува како резултат на движења (обично конвективни или турбулентни) на електрично спроводливи материи во течното јадро на планетата или во плазмата на ѕвездата".
Ова т.н. магнетна динамо". Како што можете да видите од дефиницијата, повторно зборуваме за некакво мистично почетно магнетно поле, кое е предизвикувачкиот агенс на електромагнетизмот. Но, никаде нема збор за тоа од каде доаѓа ова почетно поле. И ова објаснување се разгледува најправилно.

Чудно, бидејќи написот за магнетното динамо директно вели: во реални услови не е добиена магнетна динамоЗа да се создаде, потребни се многу сложени услови и инсталации. Тогаш, од каде може да дојде таква инсталација од внатрешноста на Сонцето и планетите? Покрај тоа, речиси сите планети поседуваат магнетизам до еден или друг степен, што значи дека нема ништо натприродно во неговото потекло. а условите за нејзино појавување мора да бидат прилично едноставни.

Потоа, да ги погледнеме поединечните планети:
"Во намалениот диполен магнетен момент на прво место се Јупитер и Сатурн, потоа Земјата, Меркур и Марс, а во однос на магнетниот момент на Земјата вредноста на нивните моменти е 20.000, 500, 1, 3/5000, 3/10000".

Првото нешто што паѓа во очи е отсуството на Венера на листата. Венера и Земјата имаат слични големини, просечна густина, па дури и внатрешна структура, сепак, Земјата има прилично силно магнетно поле, додека Венера нема. Современите претпоставки за слабото магнетно поле на Венера се дека нема конвективни струи во веројатно железното јадро на Венера. Но зошто? Ако структурата е иста како онаа на Земјата, а температурата е повисока, тогаш и јадрото мора да биде течно и со исти текови.
Понатаму, излегува дека магнетното поле на Меркур е 2 пати поголемо од она на Марс, иако е многу помало и во исто време е речиси 2000 пати послабо од Земјиното. Излегува дека ниту температурата, ниту големината на планетата не се важни. Можеби разлика во јадрата?
Земјата, Марс, Венера и Меркур се карпести планети со метално јадро. Се верува дека јадрото на Марс можело да се олади и зацврсти. На него нема вулканизам, нема конвекција и затоа магнетното поле е ослабено. Сепак, поради некоја причина не се демагнетизираше цело ова време. Со Венера, спротивното е точно. Овде имаш и температура и вулканизам, но нема поле.
Магнетните полиња на Уран и Нептун, за разлика од сите други планети на Сончевиот систем, не се дипол, туку четворопол, т.е. имаат 2 северни и 2 јужни пола. Ова воопшто не се вклопува во ниту една теорија на конвекција.
Во исто време, се верува дека планетите на гасните џинови воопшто немаат метално јадро. Значи, од каде доаѓа магнетното поле? И пропорциите повторно не даваат никаков одговор. Јупитер и Сатурн се приближно со иста големина и состав, но нивните магнетни полиња се разликуваат за 40 пати!
Треба да се исклучи и растојанието до Сонцето и неговото можно влијание. Што тогаш останува? И не остана многу. Имаме директен поим - врската помеѓу објаснувањето на ѕвездениот и планетарниот магнетизам. нивната заедничка природа. И иако оваа природа сè уште не е јасна и нема точно научно објаснување, општоста на процесите е недвосмислена.
Очигледно, сè уште треба да ја признаеме заблудата на теоријата за потеклото на планетите од прашина. Таквата заедништво на процеси може да ги потврди моите заклучоци дека планетите се емисии на ѕвезди и имаат многу заедничко со нив, имено, во нивните длабочини тие носат честичка од ѕвездата што ги родила, која самата е дел од Белата дупка. . Таквото несовпаѓање во јачината на магнетното поле на слични планети може да се случи поради нивната разлика во староста, за што повеќепати пишував. Различни планети по исфрлањето добија различни количества неизгорена ѕвездена материја, некаде таа беше потрошена порано и затоа магнетното поле ослабе, но некаде сè уште не. Оладеното метално јадро ја губи својата магнетизација толку брзо како и течното јадро во кое ѕвездената честичка престанала да гори. Не постои магнетна динамо - многу е тешко да се биде природен феномен и магнетизмот брзо исчезнува без полнење.

Чувствувам дека наскоро науката ќе се соочи со голема револуција во разбирањето на еволутивните процеси на планетите и ѕвездите. Би живеел.

Постојат различни полиња околу Земјата, најзначајното влијание на GO е гравитациското и магнетното.

Гравитационо полена Земјата, тоа е гравитационото поле. Гравитацијата е резултантната сила помеѓу силата на гравитацијата и центрифугалната сила генерирана од ротацијата на Земјата. Центрифугалната сила го достигнува својот максимум на екваторот, но и овде е мала и изнесува 1/288 од силата на гравитацијата. Силата на гравитација на земјата главно зависи од силата на привлекување, која е под влијание на распределбата на масите во земјата и на површината. Силата на гравитацијата делува насекаде на земјата и е насочена по линијата на водоводот до површината на геоидот. Интензитетот на гравитационото поле рамномерно се намалува од половите кон екваторот (центрифугалната сила е поголема на екваторот), од површината нагоре (на надморска височина од 36.000 km е нула) и од површината надолу (во центарот на Земјата, гравитацијата е нула).

нормално гравитационо полеЗемјата се нарекува таква што Земјата би ја имала доколку има форма на елипсоид со рамномерна распределба на масите. Интензитетот на вистинското поле во одредена точка се разликува од нормалното и се јавува аномалија на гравитационото поле. Аномалиите можат да бидат позитивни и негативни: планинските венци создаваат дополнителна маса и треба да предизвикаат позитивни аномалии, океански вдлабнатини, напротив, негативни. Но, всушност, земјината кора е во изостатска рамнотежа.

изостаза(од грчкиот isostasios - еднаков по тежина) - балансирање на цврстата, релативно лесна земјина кора со потешка горна мантија. Теоријата за рамнотежа беше изнесена во 1855 година од англискиот научник Г.Б. Воздушеста. Поради изостазата, вишокот на маси над теоретското ниво на рамнотежа одговара на недостаток од нив подолу. Ова се изразува во фактот дека на одредена длабочина (100-150 km) во слојот на астеносферата, супстанцијата тече до оние места каде што има недостаток на маса на површината. Само под младите планини, каде што компензацијата се уште не е целосно извршена, се забележани слаби позитивни аномалии. Сепак, рамнотежата постојано се нарушува: седиментите се таложат во океаните, а под нивната тежина дното на океаните попушта. Од друга страна, планините се уништени, нивната висина се намалува, што значи дека се намалува и нивната маса.

Гравитационото поле на Земјата за нејзината природа е исклучително важно:

1. Гравитацијата ја создава фигурата на Земјата, таа е една од водечките ендогени сили. Благодарение на него, паѓаат атмосферски врнежи, течат реки, се формираат хоризонти на подземни води и се забележуваат процеси на наклон. Притисокот на масите на материјата, кој се реализира во процесот на гравитациска диференцијација во долната обвивка, заедно со радиоактивното распаѓање, генерира топлинска енергија - извор на внатрешни (ендогени) процеси кои ја обновуваат литосферата.

2. Земјината гравитација ја кондензирала внатрешната материја на земјата и, без оглед на нејзиниот хемиски состав, формирала густо јадро.

3. Силата на гравитацијата ги држи лушпите од гас и вода на планетата. Само најлесните молекули, водородот и хелиумот, ја напуштаат атмосферата на планетата.

4. Силата на гравитација ја одредува тенденцијата на земјината кора кон изостатска рамнотежа. Гравитацијата ја опфаќа максималната висина на планините; се верува дека на нашата Земја не може да има планини повисоки од 9 км.

5. Астеносфера - слој омекнат од топлина кој овозможува движење на литосферата - исто така е во функција на гравитацијата, бидејќи топењето на материјата се случува при поволен однос на количината на топлина и количината на компресија - притисок.

6. Сферичната фигура на гравитационото поле одредува два главни типа на форми на земјината површина - конусна и рамна, кои одговараат на две универзални форми на симетрија - конусна и билатерална.

7. Насоката на гравитацијата надолу, кон центарот на Земјата, им помага на животните да одржуваат исправена положба.

Термичкиот режим на површинскиот слој на земјината кора (во просек до 30 m) има температура одредена од сончевата топлина. тоа хелиометриски слојдоживува сезонски температурни флуктуации. Подолу е уште потенок хоризонт на константна температура (околу 20 m), што одговара на просечната годишна температура на местото на набљудување. Под константниот слој, температурата се зголемува со длабочина геотермички слој. За да се измери големината на ова зголемување во два меѓусебно поврзани концепти. Промената на температурата додека навлегувате подлабоко во земјата за 100 метри се вика геотермички градиент(се движи од 0,1 до 0,01 0 C/m и зависи од составот на карпите, условите на нивното настанување) и растојанието долж водоводната линија, кое треба да се продлабочи за да се добие зголемување на температурата за 1 0, се нарекува геотермална фаза(се движи од 10 до 100 m / 0 С).

Копнеен магнетизам- својство на Земјата, кое го одредува постоењето на магнетно поле околу неа, предизвикано од процесите што се случуваат на границата на јадрото и обвивката. За прв пат човештвото дозна дека Земјата е магнет благодарение на делата на В. Гилберт.

Магнетосфера- регион од блиску до Земјата простор исполнет со наелектризирани честички кои се движат во магнетното поле на Земјата. Тој е одделен од меѓупланетарниот простор со магнетопаузата. Ова е надворешната граница на магнетосферата.

Формирањето на магнетно поле се заснова на внатрешни и надворешни причини. Постојано магнетно поле се формира поради електричните струи што се појавуваат во надворешното јадро на планетата. Сончевите корпускуларни струи формираат променливо магнетно поле на Земјата. Визуелна претстава за состојбата на магнетното поле на Земјата е обезбедена со магнетни карти. Магнетните карти се подготвуваат за период од пет години - магнетна епоха.

Земјата би имала нормално магнетно поле кога би била рамномерно магнетизирана топка. Земјата во првото приближување е магнетен дипол - тоа е прачка, чии краеви имаат спротивни магнетни полови. Местата на пресек на магнетната оска на диполот со површината на земјата се нарекуваат геомагнетни столбови. Геомагнетните полови не се совпаѓаат со географските и се движат бавно со брзина од 7-8 км/год. Отстапувањата на вистинското магнетно поле од нормалното (теоретски пресметано) се нарекуваат магнетни аномалии. Тие можат да бидат глобални (источносибирски овални), регионални (KMA) и локални, поврзани со блиска појава на магнетни карпи на површината.

Магнетното поле се карактеризира со три големини: магнетна деклинација, магнетна наклонетост и интензитет. Магнетна деклинација- аголот помеѓу географскиот меридијан и насоката на магнетната игла. Деклинацијата е источна (+) ако северниот крај на иглата на компасот отстапува на исток од географската, и западна (-) кога иглата отстапува на запад. Магнетна наклонетост- аголот помеѓу хоризонталната рамнина и правецот на магнетната игла што е суспендирана на хоризонталната оска. Наклонот е позитивен кога северниот крај на стрелката е насочен надолу, а негативен кога северниот крај е насочен нагоре. Магнетниот наклон варира од 0 до 90 0 . Се карактеризира јачината на магнетното поле тензија.Јачината на магнетното поле е мала на екваторот 20-28 A/m, на полот - 48-56 A/m.

Магнетосферата има форма на солза. На страната свртена кон Сонцето, неговиот радиус е еднаков на 10 радиуси на Земјата, на ноќната страна под влијание на „сончевиот ветер“ се зголемува на 100 радиуси. Обликот се должи на влијанието на сончевиот ветер, кој, напаѓајќи во магнетосферата на Земјата, тече околу неа. Наполнетите честички, стигнувајќи до магнетосферата, почнуваат да се движат по линиите на магнетното поле и да се формираат радијациони појаси.Внатрешниот појас на зрачење се состои од протони и има максимална концентрација на надморска височина од 3500 km над екваторот. Надворешниот појас е формиран од електрони и се протега до 10 радиуси. На магнетните полови, висината на појасите на зрачење се намалува, тука се појавуваат области во кои наелектризираните честички ја напаѓаат атмосферата, јонизирајќи ги атмосферските гасови и предизвикувајќи поларници.

Географското значење на магнетосферата е многу големо: ја штити Земјата од корпускуларно сончево и космичко зрачење. Потрагата по минерали е поврзана со магнетни аномалии. Магнетните линии на сила им помагаат на туристите и бродовите да се движат во вселената.

Уште во деветнаесеттиот век, научник од Англија по име Шустер сакал да разбере и објасни од што се состои магнетизмот на Земјата. Тој претпоставува дека тоа е предизвикано од неговата ротација околу својата оска. Во Русија, физичарот П. Лебедев посвети големо внимание на ова прашање. Според неговата теорија, поради влијанието на центрифугалните сили, електроните во атомите се поместуваат кон нашата планета. Поради ова, површината мора нужно да има негативен полнеж, а тоа пак води до појава на магнетизам како таков.

Сепак, оваа теорија се покажа како неточна. По извршувањето на експериментите со ротација на тркалото со огромна брзина, во него не беше пронајден магнетизам. Истражувачот Гелберт тврдеше дека нашата планета е целосно направена од камен, кој има магнетна природа. Имаше и гледишта кои тврдеа дека Земјата стана магнетизирана поради Сонцето. Сепак, сите овие теории го покажаа нивниот целосен недостаток на одржливост откако беа спроведени релевантните студии.

Теорија на магнетното поле на Земјата

Многу од истражувачите претпоставуваа дека планетата има течно јадро, што предизвикува магнетизам, а оваа гледна точка сè уште е присутна во науката. Истражувачот Блекет во средината на дваесеттиот век сугерираше дека магнетното поле на планетите е предизвикано од некој закон кој сè уште е непознат за науката.

Тој разви теорија која помогна да се разјаснат многу точки во природата на магнетизмот. Тогаш научниците успеаја да утврдат точно каква брзина на ротација и какви магнетни полиња имаат нашата планета, Сонцето, а исто така и ѕвездата под шифрата E78.

Како што е познато од физиката, магнетните полиња на Земјата и Сонцето, на пример, се поврзани на ист начин како и нивниот аголен моментум. Научниците сугерираат дека постои одредена врска помеѓу ротацијата на небесните тела и нивниот магнетизам. Тогаш истражувачите имале мислење дека ротацијата на телата доведува до појава на магнетизам.

И покрај експериментите на тогашните научници, тие не можеа точно да одговорат на ова прашање, а многу научни експерименти кои се обидуваа да ја објаснат природата на магнетизмот само додадоа повеќе прашања. На крајот на краиштата, дури по развојот на физиката и астрономијата, истражувачите почнаа подобро да ја разбираат природата на овој мистериозен феномен. Сепак, прашањата сè уште останаа.

Се поставува прашањето дали ротацијата на нашата планета води до тоа дека магнетното поле е нарушено или магнетизмот води до тоа дека планетата ротира? Можеби нашата планета постојано ротира околу својата оска, бидејќи е џиновски магнет во млаз од силно наелектризирани честички.

Магнетизмот и јадрото на планетата

Благодарение на новите сознанија од областа на физиката, беше можно да се докаже очигледната врска помеѓу јадрото на планетата и магнетизмот. Истражувањето на научниците покажа дека, на пример, нашиот сателит, Месечината, нема сопствено магнетно поле, а благодарение на мерењата на вселенските летала, беше можно со сигурност да се утврди дека го нема ова поле. Љубопитни податоци беа откриени од страна на научниците додека ги проучуваа струите на планетата на Арктикот и Антарктикот. Утврдено е дека има многу висока активност на електричните струи, која е многу пати поголема од нивниот интензитет во обичните географски широчини. Ова сугерира дека електроните влегуваат во планетата во големи количини преку зоните на магнетните полови, кои се наоѓаат во поларните капачиња.

Кога активноста на Сонцето нагло се зголемува, тогаш доаѓа до зголемување на електричните струи на нашата планета. Во моментов, научниците веруваат дека електричните струи на планетата се предизвикани од протокот на масата на јадрото на Земјата и постојаниот прилив на електрони од вселената. Новото истражување секако ќе продолжи да ја разјаснува природата на магнетизмот на Земјата, а сепак ќе дознаеме многу интересни факти за овој феномен.