המגנטוספירה עוטפת כל גוף עם שדה מגנטי. זה נראה בשל העובדה שחלקיקים עם מטענים סוטים מקו התנועה המקורי בהשפעת מגנטיות פנימית. נקודת המפגש של אנרגיית השמש והשדה המגנטי יוצרת את הפלזמה המכסה את המעטפת המגנטוספרית.
השפעת השמש על כדור הארץ
השמש פולטת כמות גדולה של אנרגיה, שמתרחבת כל הזמן, "מתאדה" החוצה. הרחבה זו נקראת רוח השמש.
רוח השמש מתפשטת לכל הכיוונים, וממלאת את כל החלל הבין-פלנטרי. מסיבה זו נוצרת באזור הבין-כוכבי תצורת פלזמה הנקראת פלזמת רוח השמש.
פלזמה סולארית נעה בספירלה, בממוצע לאורך 4 ימים מתגברת על המרווח בין השמש לכדור הארץ.
השמש משחררת אנרגיה, שבזכותה החיים ממשיכים על כדור הארץ. עם זאת, קרינה מסוכנת מגיעה גם מהשמש, שהיא הרסנית לכל היצורים החיים על הפלנטה שלנו. כאשר כדור הארץ נע סביב השמש, הקרינה מתפזרת בצורה לא אחידה לאורך כל השנה. מסיבה זו, העונות משתנות.
מה מגן על כדור הארץ?
המבנה הטבעי של כדור הארץ מגן עליו מפני קרינת שמש מזיקה. כדור הארץ מוקף בכמה קונכיות:
- מגנטוספירה, המגנה מפני קרינת השטף הסולארי;
- יונוספירה שסופגת קרני רנטגן וקרינה אולטרה סגולה;
- שכבת האוזון, המעכבת כמויות שאריות של קרינה אולטרה סגולה.
כתוצאה מכך, הביוספירה של כדור הארץ (בית הגידול של אורגניזמים חיים) מוגנת לחלוטין.
המגנטוספירה של כדור הארץ היא שכבת הגנה, הרחוקה ביותר ממרכז כדור הארץ. זהו מחסום לפלזמה של רוח השמש. מסיבה זו, הפלזמה הסולארית זורמת מסביב לכדור הארץ, ויוצרת תצורת חלל שבה מוסתר השדה הגיאומגנטי.
למה יש שדה מגנטי?
הגורמים למגנטיות יבשתית חבויים בתוך הפלנטה. כידוע על מבנה כדור הארץ, הוא מורכב מ:
- cores;
- robes;
- קרום כדור הארץ.
ישנם שדות שונים מסביב לכוכב הלכת, כולל כבידה ומגנטית. כוח הכבידה במובן הפשוט ביותר הוא המשיכה של כדור הארץ לכל חלקיקי החומר.
המגנטיות של כדור הארץ טמונה בתופעות המתרחשות בגבולות הליבה והמעטפת. כוכב הלכת עצמו הוא מגנט ענק, כדור ממוגנט באופן אחיד.
הגורם לכל שדה מגנטי הוא זרם חשמלי או מגנטיזציה מתמשכת. מדענים העוסקים בבעיית המגנטיות של כדור הארץ מגלים:
- סיבות למגנטיותכוח הכבידה של כדור הארץ;
- ליצור קשרים בין מגנטיות יבשתית ומקורותיה;
- קבע את ההתפלגות והכיוון של השדה המגנטי על הפלנטה.
מחקרים אלו מבוצעים באמצעות סקרים מגנטיים, וכן באמצעות תצפיות במצפה כוכבים - נקודות מיוחדות באזורים שונים של הגלובוס.
איך עובדת המגנטוספירה?
הסוג והמבנה של המגנטוספירה נמצאים בפיתוח:
- רוח סולארית;
- earth magnetism.
רוח השמש היא הפלט של פלזמה, המופצת מהשמש בכל כיוון. מהירות הרוח על פני כדור הארץ היא 300-800 קמ ש. רוח השמש מלאה בפרוטונים, אלקטרונים, חלקיקי אלפא ומאופיינת בכמו-ניטרליות. רוח השמש ניחנה במגנטיות סולארית, מועברת על ידי פלזמה רחוק מאוד.
המגנטוספירה של כדור הארץ היא חלל מורכב למדי. כל חלקיו מלאים בתהליכי פלזמה, בהם יש חשיבות רבה למנגנוני האצת החלקיקים. בצד שטוף השמש, הפער מהמרכז לגבולות כדור הארץ נקבע על פי עוצמת רוח השמש ויכול להגיע ל-60 עד 70 אלף קילומטרים, השווים ל-10-12 רדיוסי כדור הארץ Re. Re שווה 6371 ק מ.
גבולות המגנטוספרה שונים בהתאם למיקום ביחס לשמש. גבול דומה בצד שטוף השמש דומה בצורתו לקליע. המרחק המשוער שלו הוא 15 Re. בצד האפל, המגנטוספרה לובשת צורה של זנב גלילי, הרדיוס שלה הוא 20-25 Re, אורכה יותר מ-200 Re, הסוף לא ידוע.
במגנטוספירהישנם אזורים עם חלקיקי אנרגיה גבוהה, הם נקראים "חגורות קרינה". המגנטוספירה מסוגלת ליזום תנודות שונות והיא בעצמה מקור לקרינה, שחלקה יכולה לחדור לכדור הארץ.
פלזמה דולפת למגנטוספירה של כדור הארץ דרך מרווחים בין תכונות המגנטופאוזה - נקודות קוטביות, וכן עקב תופעות הידרומגנטיות ואי-יציבות.
פעילות בשדה מגנטי
המגנטוספירה של כדור הארץ משפיעה על פעילות גיאומגנטית, סופות גיאומגנטיות ותת סופות.
היא מגינה על החיים על פני כדור הארץ. בלעדיה, החיים היו נעצרים. לדברי מדענים, האוקיינוסים של מאדים והאטמוספירה שלו יצאו לחלל בגלל ההשפעה הבלתי מוסתרת של רוח השמש. באותו אופן, מי נוגה נסחפו לחלל החיצון על ידי זרם שמש.
גם ליופיטר, לאורנוס, שבתאי ולנפטון יש מגנטוספרה. למאדים ולמרקורי יש קונכיות מגנטיות קטנות. לונוס אין את זה בכלל, רוח השמש מנוהלת בזכות היונוספירה.
תכונות שדה
התכונה העיקרית של שדה מגנטי היא עוצמתו. עוצמה מגנטית היא כמות וקטורית. השדה המגנטי של כוכב הלכת מתואר באמצעות קווי כוח, המשיקים אליהם מראים את כיוון וקטור העוצמה.
השדה המגנטי היום הוא 0.5 אוסטרד או 0.1 א/מ'. מדענים מאפשרים תנודות בגודל בעבר. אבל במשך 2-3.5 מיליארד השנים האחרונות, השדה הגאומגנטי לא השתנה.
נקודות על פני כדור הארץ שבהן המתח מכוון אנכית נקראות קטבים מגנטיים. יש שניים בכדור הארץ:
- צפון;
- דרום.
קו ישר עובר דרך שני הקטבים - הציר המגנטי. המעגל המאונך לציר הוא קו המשווה המגנטי. עוצמת השדה בקו המשווה היא אופקית.
עמודים מגנטיים
קטבים מגנטיים אינם תואמים את הקטבים הגיאוגרפיים הרגילים. הקטבים הגיאוגרפיים ממוקמים לאורך הציר הגיאוגרפי שלאורכו מסתובב כוכב הלכת. כאשר כדור הארץ נע סביב השמש, כיוון ציר כדור הארץ נשמר.
מחט המצפן מצביעה בדיוק על הקוטב הצפוני המגנטי. מצפה כוכבים מגנטי מודדים את התנודות של השדה המגנטי במהלך היום, חלקם עוסקים בכל מדידה שנייה.
מרידיאנים מגנטיים עוברים מהקוטב הצפוני לקוטב הדרומי. הזווית בין המרידיאן המגנטי לגיאוגרפי נקראת נטייה מגנטית. לכל נקודה על פני כדור הארץ יש זווית נטייה משלה.
בקו המשווה, החץ של המגנט ממוקם אופקית. כאשר נעים צפונה, הקצה העליון של החץ שועט למטה. הזווית בין המצביע למשטח האופקי היא הנטייה המגנטית. באזור הקטבים הנטייה היא הגדולה ביותר ומגיעה ל-90 מעלות.
תנועת השדה המגנטי
מיקום הקטבים המגנטיים משתנה עם הזמן.
בתחילה, הקוטב המגנטי התגלה בשנת 1831, ולאחר מכן הוא אותר מאות קילומטרים מהמיקום הנוכחי. מרחק נסיעה משוער לשנה הוא 15 ק מ.
בשנים האחרונות, קצב התנועה של הקטבים המגנטיים הולך וגובר. הקוטב הצפוני זזמהירות של 40 ק מ בשנה.
שינוי שדות מגנטיים
תהליך של שינוי קוטביות על פני כדור הארץ נקרא היפוך. מדענים יודעים על לפחות 100 מקרים שבהם השדה הגאומגנטי הפך את הקוטביות שלו.
מאמינים שההיפוך מתרחש אחת ל-11-12 אלף שנה. גרסאות אחרות נקראות 13, 500 ואפילו 780 אלף שנים. אולי להיפוך אין מחזוריות ברורה. מדענים מאמינים שבתקופת היפוכים קודמים, החיים על פני כדור הארץ נשמרו.
אנשים תוהים, "מתי יהיה היפוך הקוטביות הבא?"
שלב העברת הקוטב התרחש במהלך המאה האחרונה. הקוטב הדרומי נמצא כעת באוקיינוס ההודי, בעוד הקוטב הצפוני נע על פני האוקיינוס הארקטי לכיוון סיביר. השדה המגנטי ליד הקטבים נחלש במקרה זה. המתחים מתפוגגים.
ככל הנראה, עם ההיפוך הבא, החיים על פני כדור הארץ יימשכו. השאלה היא רק באיזה מחיר. אם ההיפוך מתרחש עם הכחדת המגנטוספרה בכדור הארץ לזמן קצר, זה יכול להיות מסוכן מאוד עבור האנושות. כוכב לכת לא מוגן חשוף להשפעות השליליות של קרניים קוסמיות. בנוסף, גם דלדול שכבת האוזון עלול להוות סכנה חמורה.
שינוי הקטבים על השמש, שהתרחש בשנת 2001, לא הוביל לכיבוי השכבה המגנטית שלה. אם יהיה תרחיש דומה על פני כדור הארץ, המדענים לא יודעים.
הפרעה במגנטוספירה של כדור הארץ: השפעה על בני אדם
בגישה הראשונית, הפלזמה הסולארית לא מגיעה למגנטוספירה. אבל בתנאים מסוימיםהחדירות של הפלזמה מופרעת, נזק לקליפה המגנטית מתרחש. פלזמה סולארית והאנרגיה שלה חודרת למגנטוספירה. לגבי קצב זרימת האנרגיה, קיימות שלוש אפשרויות לתגובה של המגנטוספירה:
- מצב שקט של המגנטוספירה - הקליפה אינה משנה את מצבה, מכיוון שמהירות תנועת האנרגיה נמוכה מדי או שווה לכמות האנרגיה המתפזרת בתוך הכדור המגנטי.
- סופה תת מגנטית. מצב המתרחש כאשר קצב האנרגיה הנכנסת גבוה מקצב הפיזור הנייח, וחלק מהאנרגיה בורח מהמגנטוספירה דרך תעלה הנקראת תת-סערה. התהליך מורכב משחרור חלק מהאנרגיה המגנטוספרית. האנשה הבהירה ביותר שלו היא זוהר הקוטב. פליטת אנרגיה עודפת יכולה להתרחש במרווחים של 3 שעות באזורי הקוטב של שתי ההמיספרות.
- סופה מגנטית היא תהליך של הפרעה חזקה של השדה עקב המהירות הגבוהה של האנרגיה המגיעה מבחוץ. השדה המגנטי משתנה גם מתחת, באזור קו המשווה.
השדה המגנטי של כדור הארץ משתנה באופן מקומי במהלך סופות משנה, בעוד שהשינויים הם גלובליים במהלך סערות. בכל מקרה, שינויים אלו אינם גבוהים מאחוזים בודדים, וזה הרבה פחות משדות מעשה ידי אדם.
הרפואה מאמינה שסערות מגנטיות משפיעות לרעה על בריאות האדם. במהלך תקופה זו עולה מספר החולים הסובלים מפתולוגיות קרדיווסקולריות, דיכאון והפרעות נוירו-פסיכיאטריות אחרות.הפרעות.
גדול הוא תפקידה של המגנטוספירה של כדור הארץ בכל התהליכים הגיאוגרפיים על פני כדור הארץ. מעטפת מגן זו מגינה על כוכב הלכת שלנו מפני תהליכים שליליים רבים ומשפיעה על תנאי מזג האוויר. בהשפעת השינויים במגנטוספירה על פני כדור הארץ, משתנים מאפייני אקלים, צורות חיים של בעלי חיים וצמחים ועוד הרבה יותר.
