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विवरण:

पृथ्वी ग्रह

© व्लादिमीर कलानोव,
वेबसाइट"ज्ञान शक्ति है"।

पृथ्वी का चुंबकीय क्षेत्र

ये ऐसी प्रक्रियाएं हैं जो केवल आरंभिक चरण में ही प्रत्यक्ष अवलोकन और अनुसंधान के लिए दुर्गम हैं। लेकिन जब ये प्रक्रियाएं पृथ्वी की सतह पर प्रकट होती हैं, जब वे, जैसा कि वे कहते हैं, पूरी ताकत से प्रकट होती हैं, तो वे उन सभी के लिए दृश्यमान और बहुत ध्यान देने योग्य हो जाती हैं जो खुद को उनके कार्य क्षेत्र में पाते हैं।

लेकिन पृथ्वी पर ऐसी अदृश्य प्रक्रियाएँ भी काम कर रही हैं जिन्हें मनुष्य लगभग महसूस नहीं कर पाते हैं। सबसे पहले, यह सांसारिक चुंबकत्व है। चुंबकत्व की घटना के बारे में लोग बहुत लंबे समय से जानते हैं। चुंबकत्व को इसका नाम एशिया माइनर के मैग्नेटिया शहर से मिला, जहां चुंबकीय लौह अयस्क - "एक पत्थर जो लोहे को आकर्षित करता है" के भंडार की खोज की गई थी। चुंबक के गुणों का पहला लिखित प्रमाण हमें विशेष रूप से पहली शताब्दी ईसा पूर्व में लिखी गई टाइटस ल्यूक्रेटियस कारा की कविता "ऑन द नेचर ऑफ थिंग्स" में मिलता है। ल्यूक्रेटियस ने चुंबकत्व की व्याख्या "चुंबक पत्थर" से बहने वाली "चुंबकीय धाराओं" द्वारा की।

लोगों ने लंबे समय से चुम्बक के गुणों का उपयोग पाया है। ऐसे पहले अनुप्रयोगों में से एक सरल नेविगेशनल उपकरण के रूप में कंपास था। कम्पास का आविष्कार लगभग एक हजार वर्ष ईसा पूर्व चीन में हुआ था। यूरोप में, कम्पास को 12वीं शताब्दी से जाना जाता है। आज चुम्बकों और विद्युत चुम्बकों के उपयोग के बिना कई उद्योगों की कल्पना करना बिल्कुल असंभव है।

पृथ्वी के निकट अंतरिक्ष का वह क्षेत्र जिसके भीतर पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र का पता लगाया जाता है, मैग्नेटोस्फीयर कहलाता है। चुंबकत्व प्रकृति की एक व्यापक, वैश्विक संपत्ति है। स्थलीय और सौर चुंबकत्व के संपूर्ण सिद्धांत का निर्माण अभी भी भविष्य की बात है। लेकिन विज्ञान पहले ही बहुत सी चीजों का पता लगा चुका है और चुंबकत्व जैसी जटिल घटना के कुछ पहलुओं के लिए काफी ठोस स्पष्टीकरण प्रदान करता है। विशेष रूप से, कई वैज्ञानिक और आम नागरिक पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र के धीरे-धीरे कमजोर होने जैसी घटना के संभावित परिणामों के बारे में चिंतित हैं।

दरअसल, कार्ल गॉस के समय से, जिन्होंने सबसे पहले पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र की ताकत को मापा था, यानी। 170 से अधिक वर्षों से, पृथ्वी का चुंबकीय क्षेत्र लगातार कमजोर हो रहा है। लेकिन चुंबकीय क्षेत्र एक प्रकार की ढाल है जो तथाकथित सौर हवा के विनाशकारी विकिरण प्रभाव से पृथ्वी और उस पर मौजूद सभी जीवन को कवर करती है, अर्थात। सूर्य द्वारा उत्सर्जित इलेक्ट्रॉन, प्रोटॉन और अन्य कण। पृथ्वी का मैग्नेटोस्फीयर इन और अंतरिक्ष से ध्रुवों की ओर उड़ने वाले अन्य कणों के प्रवाह को विक्षेपित करता है, जिससे वे अपनी प्रारंभिक ऊर्जा से वंचित हो जाते हैं। पृथ्वी के ध्रुवों पर, इन ब्रह्मांडीय कणों के प्रवाह में देरी होती है ऊपरी परतेंवातावरण, काल्पनिक रूप से सुंदर अरोरा घटना में बदल रहा है।

यदि सौर हवा नहीं होती, तो पृथ्वी का चुंबकीय क्षेत्र ग्रह के सापेक्ष सममित होता, जैसा कि चित्र 1 में दिखाया गया है। चित्र 2 पृथ्वी के वास्तविक मैग्नेटोस्फीयर को दर्शाता है, जो सौर हवा से विकृत है। तीसरी तस्वीर चुंबकीय और भौगोलिक ध्रुवों के बीच विसंगति को दर्शाती है।

यदि कोई चुंबकीय क्षेत्र न हो

लेकिन यदि कोई चुंबकीय क्षेत्र नहीं है, या यह बहुत कमजोर हो जाता है, तो पृथ्वी पर सारा जीवन सौर और ब्रह्मांडीय विकिरण के सीधे प्रभाव में होगा। और जैसा कि कोई मान सकता है, इससे जीवित जीवों को विकिरण क्षति होगी, जिसके परिणामस्वरूप अनिश्चित दिशा में उनका उत्परिवर्तन होगा या मृत्यु होगी। सौभाग्य से, ऐसी संभावना असंभावित है। पैलियोमैग्नेटोलॉजिस्ट, अर्थात्। जो लोग प्राचीन चुंबकीय क्षेत्रों का अध्ययन करते हैं वे उचित निश्चितता के साथ यह स्थापित करने में सक्षम हुए हैं कि पृथ्वी का चुंबकीय क्षेत्र लगातार दोलन कर रहा है अलग-अलग अवधि. जब सभी दोलन वक्रों को जोड़ा गया, तो परिणामी वक्र को 8 हजार वर्षों की अवधि के साथ एक साइनसॉइड के करीब आकार दिया गया। इस वक्र का खंड हमारे समय (2000 के दशक के प्रारंभ) के अनुरूप इस वक्र की अवरोही शाखा पर है। और यह गिरावट लगभग दो हजार वर्षों तक जारी रहेगी। इसके बाद चुंबकीय क्षेत्र फिर से मजबूत होना शुरू हो जाएगा। क्षेत्र की यह मजबूती चार हजार वर्षों तक जारी रहेगी, उसके बाद फिर से गिरावट आएगी। पिछला अधिकतम हमारे युग की शुरुआत में हुआ था। यह आवश्यक है कि योग साइनसॉइड का आयाम क्षेत्र की ताकत के औसत मूल्य के आधे से कम हो, यानी। ये उतार-चढ़ाव पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र की ताकत को शून्य तक कम नहीं कर सकते।

यहां, हमारी वेबसाइट पर, संक्षिप्तता की शर्तों के कारण, हम उस शोध पद्धति पर विस्तार से विचार नहीं कर सकते हैं जिसके कारण ऐसे आशावादी निष्कर्ष निकले। चुंबकीय क्षेत्र के उतार-चढ़ाव के कारणों के बारे में वैज्ञानिकों ने अलग-अलग राय व्यक्त की है, लेकिन इस समस्या पर कोई निश्चित सिद्धांत नहीं है। आइए हम जोड़ते हैं कि विज्ञान ने व्युत्क्रम जैसी घटना के अस्तित्व को साबित कर दिया है, अर्थात। स्थानों में पृथ्वी के चुंबकीय ध्रुवों का आवधिक आदान-प्रदान: उत्तरी ध्रुव दक्षिण के स्थान पर, दक्षिण - उत्तर के स्थान पर चला जाता है। ऐसे आंदोलन 5 से 10 हजार साल तक चलते हैं। हमारे ग्रह के इतिहास में ध्रुवों की ऐसी "कूद" सैकड़ों बार हुई है। इस तरह का आखिरी आंदोलन 700 हजार साल पहले हुआ था। इस घटना की कोई विशिष्ट आवधिकता या नियमितता की पहचान नहीं की गई है। इन ध्रुवीय उत्क्रमणों के कारण पृथ्वी के कोर के तरल भाग की अंतरिक्ष के साथ जटिल अंतःक्रिया में छिपे हैं। पुराचुंबकविज्ञानियों ने स्थापित किया है कि पृथ्वी पर भौगोलिक ध्रुवों से लंबी दूरी तक चुंबकीय ध्रुवों का विस्थापन भी हुआ था, जो हालांकि, ध्रुवों के अपने पिछले स्थान पर लौटने के साथ समाप्त हो गया।

ऐसे सुझाव हैं कि ध्रुवीय उत्क्रमण के दौरान, पृथ्वी का चुंबकीय क्षेत्र गायब हो जाता है, और ग्रह कुछ समय के लिए अपने अदृश्य सुरक्षा कवच के बिना रहता है। लेकिन इन धारणाओं को विश्वसनीय वैज्ञानिक औचित्य नहीं मिलता है और ये धारणाओं से अधिक कुछ नहीं रह जाती हैं।

कुछ वैज्ञानिक आम तौर पर मानते हैं कि पृथ्वी के मैग्नेटोस्फीयर में अचानक परिवर्तन खतरनाक नहीं हैं, क्योंकि, उनकी राय में, सभी जीवित प्राणियों के लिए ब्रह्मांडीय विकिरण के खिलाफ मुख्य सुरक्षा चुंबकीय क्षेत्र नहीं है, बल्कि वायुमंडल है। यह राय, विशेष रूप से, विकासवादी जीवविज्ञानी प्रोफेसर बी.एम. द्वारा साझा की गई है। मेदनिकोव। दूसरे शब्दों में, पृथ्वी पर जीवन की प्रक्रियाओं के साथ चुंबकीय क्षेत्र की बातचीत की समस्या अभी भी पूरी तरह से स्पष्ट नहीं है, और यहां शोधकर्ताओं के लिए अभी भी पर्याप्त काम है।

जीवित जीवों पर चुंबकीय क्षेत्र का प्रभाव

यह लंबे समय से ज्ञात है कि चुंबकीय क्षेत्र का जीवित जीवों पर नकारात्मक प्रभाव पड़ता है। जानवरों पर प्रयोगों से पता चला है कि बाहरी चुंबकीय क्षेत्र उनके विकास में देरी करता है, कोशिका वृद्धि को धीमा कर देता है और रक्त की संरचना को बदल देता है। तथाकथित चुंबकीय तूफानों के दौरान, अर्थात्। चुंबकीय क्षेत्र की शक्ति में तेज उतार-चढ़ाव के साथ, मौसम पर निर्भर, बीमार लोगों को अपने स्वास्थ्य में गिरावट का अनुभव होता है।

चुंबकीय क्षेत्र की ताकत ओर्स्टेड (ई) में मापी जाती है। इस इकाई का नाम डेनिश भौतिक विज्ञानी हंस ओर्स्टेड (1777-1851) के नाम पर रखा गया है, जिन्होंने विद्युत और चुंबकीय घटनाओं के बीच संबंध की खोज की थी।

चूँकि लोग कार्यस्थल और घर पर चुंबकीय क्षेत्र के संपर्क में आ सकते हैं, इसलिए चुंबकीय क्षेत्र की ताकत के अनुमेय स्तर विकसित किए गए हैं। विभिन्न अनुमानों के अनुसार, 300-700 ओर्स्टेड की शक्ति वाला चुंबकीय क्षेत्र मनुष्यों के लिए सुरक्षित माना जाता है। अधिक सटीक होने के लिए, उत्पादन और रोजमर्रा की जिंदगी में, एक व्यक्ति चुंबकीय से नहीं, बल्कि विद्युत चुम्बकीय क्षेत्रों से प्रभावित होता है। तथ्य यह है कि किसी भी विद्युत या रेडियो उपकरण के संचालन के दौरान, चुंबकीय और विद्युत दोनों क्षेत्र केवल एक पूरे के रूप में प्रकट हो सकते हैं, जिसे विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र कहा जाता है। इसे चुंबकीय और विद्युत घटना की सामान्य प्रकृति द्वारा समझाया गया है।

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि मानव शरीर पर चुंबकीय क्षेत्र के प्रभाव की प्रक्रिया का भौतिक पक्ष अभी तक पूरी तरह से स्पष्ट नहीं है। चुंबकीय क्षेत्र पौधों को भी प्रभावित करता है। कुछ प्रयोगों के परिणामों के अनुसार, यह पता चला है कि बीजों का अंकुरण और विकास इस बात पर निर्भर करता है कि वे शुरू में पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र के सापेक्ष कैसे उन्मुख थे। बाहरी चुंबकीय क्षेत्र को बदलने से पौधे का विकास या तो तेज हो सकता है या बाधित हो सकता है। शायद इस घटना का उपयोग किसी तरह कृषि अभ्यास में किया जाएगा।

तो, हमारे चारों ओर प्रकृति द्वारा स्वयं उत्पन्न और मानव निर्मित स्रोतों द्वारा निर्मित चुंबकीय क्षेत्र हैं - प्रत्यावर्ती धारा जनरेटर और ट्रांसफार्मर से लेकर माइक्रोवेव ओवन और मोबाइल फोन तक।

पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र की ताकत

पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र की ताकत क्या है?यह हर जगह समान नहीं है और 0.24 Oe (ब्राज़ील में) से 0.68 Oe (अंटार्कटिका में) तक भिन्न है। ऐसा माना जाता है कि औसत भू-चुंबकीय क्षेत्र की ताकत 0.5 ओर्स्टेड है। जिन स्थानों पर लौहचुम्बकीय पदार्थों (लौह अयस्कों) का बड़ा भंडार होता है, वहाँ चुंबकीय विसंगतियाँ उत्पन्न होती हैं। कुर्स्क चुंबकीय विसंगति रूस में व्यापक रूप से जानी जाती है, जहां क्षेत्र की ताकत 2 Oe है। तुलना के लिए: बुध की चुंबकीय क्षेत्र की ताकत 1/500 Oe है, चंद्रमा - 10 -5 Oe, और अंतरतारकीय माध्यम और भी कम है - 10 -8 ओए. लेकिन सनस्पॉट की चुंबकीय क्षेत्र शक्ति बहुत अधिक है और 10 3 Oe के बराबर है। सफ़ेद बौने तारों का क्षेत्र और भी अधिक मजबूत होता है - 10 7 Oe तक। ब्रह्मांड में दर्ज सबसे मजबूत चुंबकीय क्षेत्र न्यूट्रॉन सितारों और पल्सर द्वारा निर्मित होते हैं। इन अंतरिक्ष पिंडों की चुंबकीय क्षेत्र शक्ति 10 12 ओर्स्टेड तक पहुँच जाती है! प्रयोगशाला स्थितियों में, सैकड़ों-हजारों गुना कमजोर चुंबकीय तीव्रता प्राप्त करना संभव है, और तब भी एक सेकंड के अंशों में मापा गया समय के लिए। विशेषज्ञों का सुझाव है कि यदि प्रयोगशाला स्थितियों में चुंबकीय क्षेत्र प्राप्त करना संभव होता, तो उन पर कार्य करने वाली ताकत के बराबर चुंबकीय क्षेत्र प्राप्त करना संभव होता न्यूट्रॉन तारे, तो ऐसे अकल्पनीय क्षेत्रों के संपर्क में आने वाली वस्तुओं के साथ आश्चर्यजनक परिवर्तन घटित होंगे। उदाहरणार्थ लोहा, जिसका घनत्व है सामान्य स्थितियाँ 7.87 ग्राम/सेमी³ के बराबर, ऐसे क्षेत्रों के प्रभाव में यह 2700 ग्राम/सेमी³ के घनत्व वाले पदार्थ में बदल जाएगा। ऐसे पदार्थ के 10 सेमी किनारे वाले एक घन का वजन 2.7 टन होगा, और इसे स्थानांतरित करने के लिए एक शक्तिशाली क्रेन की आवश्यकता होगी।

पृथ्वी का चुंबकीय क्षेत्र.

व्याख्यान में चर्चा किये गये मुख्य मुद्दे:

1. भूचुम्बकत्व की प्रकृति.

2. पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र के तत्व.

3. भूचुम्बकीय क्षेत्र की संरचना।

4. पृथ्वी का मैग्नेटोस्फीयर और विकिरण बेल्ट।

5. भू-चुंबकीय क्षेत्र की धर्मनिरपेक्ष विविधताएँ।

6. भू-चुंबकीय क्षेत्र विसंगतियाँ।

1. भूचुम्बकत्व की प्रकृति.स्थलीय चुंबकत्व, या भू-चुंबकत्व, एक खगोलीय पिंड के रूप में पृथ्वी का एक गुण है जो इसके चारों ओर एक चुंबकीय क्षेत्र के अस्तित्व को निर्धारित करता है। भू-चुम्बकत्व पृथ्वी का विज्ञान है।

हाइड्रोमैग्नेटिक डायनेमो सिद्धांत भूभौतिकीविदों द्वारा स्थापित तथ्य पर आधारित है कि 2900 किमी की गहराई पर अच्छी विद्युत चालकता (106-105 एस/एम) के साथ पृथ्वी का एक "तरल" बाहरी कोर है।

सूर्य के चुंबकत्व को समझाने के लिए हाइड्रोमैग्नेटिक डायनेमो का विचार पहली बार 1919 में इंग्लैंड में लारमोर द्वारा प्रस्तावित किया गया था। पृथ्वी के चुंबकत्व (1947) में, सोवियत भौतिक विज्ञानी हां. आई. फ्रेनकेल ने यह विचार व्यक्त किया कि पृथ्वी के कोर में तापीय संवहन ही वह कारण है जो पृथ्वी के कोर के हाइड्रोमैग्नेटिक डायनेमो को सक्रिय करता है।

हाइड्रोमैग्नेटिक डायनेमो परिकल्पना के मुख्य प्रावधान इस प्रकार हैं।

1. तथाकथित जाइरोमैग्नेटिक (ग्रीक जाइरो से - घूमना, घूमना) प्रभाव और इसके निर्माण के दौरान पृथ्वी के घूमने के कारण, एक बहुत कमजोर चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न हो सकता है। जाइरोमैग्नेटिक प्रभाव कुछ चुंबकीयकरण स्थितियों के तहत उनके घूर्णन और घूर्णन के कारण लौहचुंबकीय निकायों का चुंबकीयकरण है। जाइरोमैग्नेटिक प्रभाव एक परमाणु के यांत्रिक और चुंबकीय क्षणों के बीच संबंध को प्रकट करता है।

2. कोर में मुक्त इलेक्ट्रॉनों की उपस्थिति और ऐसे कमजोर चुंबकीय क्षेत्र में पृथ्वी के घूमने से कोर में एड़ी विद्युत धाराओं का प्रेरण हुआ।

3. प्रेरित एड़ी धाराएं बदले में एक चुंबकीय क्षेत्र बनाती हैं (उत्पन्न करती हैं), जैसा कि डायनेमो में होता है। पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र में वृद्धि से कोर में भंवर धाराओं में एक नई वृद्धि होनी चाहिए, और बाद में चुंबकीय क्षेत्र में वृद्धि होनी चाहिए।

4. पुनर्जनन के समान एक प्रक्रिया तब तक चलती है जब तक कि कोर और उसकी चिपचिपाहट के कारण ऊर्जा का अपव्यय न हो जाए विद्युतीय प्रतिरोधभंवर धाराओं की अतिरिक्त ऊर्जा और अन्य कारणों से इसकी भरपाई नहीं की जाती है।

इस प्रकार, फ्रेंकेल के अनुसार, पृथ्वी का कोर एक प्रकार का प्राकृतिक टर्बोजेनरेटर है। इसमें टरबाइन की भूमिका गर्मी के प्रवाह द्वारा निभाई जाती है: वे त्रिज्या के साथ कोर की गहराई से ऊपर की ओर पिघली हुई धातु के बड़े द्रव्यमान को उठाते हैं, जिसमें तरल की संपत्ति होती है। ठंडे, और इसलिए भारी, ऊपरी परतों के कण नीचे डूब जाते हैं। कोरिओलिस बल उन्हें पृथ्वी की धुरी के चारों ओर "घूमता" है, इस प्रकार "पृथ्वी के डायनेमो" के अंदर विशाल कुंडलियाँ बनाता है। गर्म धातु के इन बंद प्रवाहों में, जैसे कि एक साधारण डायनेमो के आर्मेचर पर तार के घुमावों में, एक प्रेरण धारा बहुत पहले उत्पन्न होनी चाहिए थी। इसने धीरे-धीरे पृथ्वी की कोर को चुम्बकित कर दिया। प्रारंभिक बहुत कमजोर चुंबकीय क्षेत्र तब तक तीव्र होता गया, जब तक कि समय के साथ यह अपने सीमित मूल्य तक नहीं पहुंच गया। यह सीमा सुदूर अतीत में पहुँच गई थी। और यद्यपि पृथ्वी का टर्बोजेनेरेटर काम करना जारी रखता है, तरल धातु प्रवाह की गतिज ऊर्जा अब पृथ्वी के कोर को चुंबकित करने पर खर्च नहीं की जाती है, बल्कि पूरी तरह से गर्मी में परिवर्तित हो जाती है।

पृथ्वी का चुंबकीय क्षेत्र लगभग 3 अरब वर्षों से अस्तित्व में है, जो इसकी आयु से लगभग 1.5 अरब वर्ष छोटा है। इसका मतलब यह है कि यह अवशेष नहीं था और, एक पुनर्स्थापना तंत्र की अनुपस्थिति में, पृथ्वी के संपूर्ण भूवैज्ञानिक इतिहास में अस्तित्व में नहीं हो सकता था।

2. पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र के तत्व।पृथ्वी की सतह पर प्रत्येक बिंदु पर, चुंबकीय क्षेत्र की विशेषता कुल तीव्रता वेक्टर Ht है, जिसका परिमाण और दिशा सांसारिक चुंबकत्व के तीन तत्वों द्वारा निर्धारित होती है; तनाव एच, चुंबकीय झुकाव डी और झुकाव I का क्षैतिज घटक। चुंबकीय झुकाव भौगोलिक और चुंबकीय मेरिडियन के बीच क्षैतिज विमान में कोण है; चुंबकीय झुकाव क्षैतिज तल और पूर्ण वेक्टर Ht की दिशा के बीच ऊर्ध्वाधर तल में कोण है।

H, X, Y, Z, D और I मात्राओं को स्थलीय चुंबकत्व के तत्व कहा जाता है, जबकि तत्व H, वाले.

पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र की ताकत का कुल वेक्टर Ht, इसके बल घटक H, X, Y और Z का आयाम A/m, झुकाव D और झुकाव I - कोणीय डिग्री, मिनट और सेकंड हैं। पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र की ताकत अपेक्षाकृत कम है: कुल वेक्टर Ht ध्रुव पर 52.5 A/m से लेकर भूमध्य रेखा पर 26.3 A/m तक भिन्न होता है।

चावल। 5.1 - स्थलीय चुंबकत्व के तत्व

स्थलीय चुंबकत्व के तत्वों का निरपेक्ष मान छोटा है, और इसलिए उन्हें मापने के लिए उच्च-सटीक उपकरणों का उपयोग किया जाता है - मैग्नेटोमीटर और चुंबकीय वेरोमीटर; H मान और Z मान मापने के लिए वेरिएमीटर हैं। जटिल ऑप्टिकल-मैकेनिकल और क्वांटम मैग्नेटोमीटर से सुसज्जित यात्रा चुंबकीय स्टेशनों का उपयोग किया जाता है। समान झुकाव D के साथ मानचित्र पर बिंदुओं को जोड़ने वाली रेखाओं को आइसोगोन कहा जाता है, समान झुकाव I के साथ - आइसोक्लाइंस, समान H या Z के साथ - कुल तनाव वेक्टर Ht के क्षैतिज या ऊर्ध्वाधर घटकों के आइसोडाइन और समान X या Y के साथ - उत्तरी या पूर्वी घटकों के आइसोडाइन्स। पृथ्वी के चुंबकत्व के तत्वों का मान समय के साथ लगातार बदलता रहता है और इसलिए चुंबकीय मानचित्र हर पांच साल में अपडेट किए जाते हैं।

3. भूचुम्बकीय क्षेत्र की संरचना।पृथ्वी का चुंबकीय क्षेत्र संरचना में विषम है। इसमें दो भाग होते हैं: स्थिर और वैकल्पिक क्षेत्र। स्थिर क्षेत्र चुंबकत्व के आंतरिक स्रोतों के कारण होता है; प्रत्यावर्ती क्षेत्र के स्रोत वायुमंडल की ऊपरी परतों - आयनमंडल और मैग्नेटोस्फीयर में विद्युत धाराएँ हैं। बदले में, एक स्थिर चुंबकीय क्षेत्र प्रकृति में अमानवीय होता है और इसमें कई भाग होते हैं। इसलिए, सामान्य तौर पर, पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र में निम्नलिखित क्षेत्र होते हैं:

Нт =Ho+Hm+Ha+Hв+δH, (5.1)

जहां Нт - पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र की तीव्रता; लेकिन क्या द्विध्रुवीय क्षेत्र की ताकत ग्लोब के एकसमान चुंबकीयकरण द्वारा बनाई गई है; एनएम - पृथ्वी की गहरी परतों की विविधता के कारण आंतरिक कारणों से निर्मित गैर-द्विध्रुवीय, या महाद्वीपीय, क्षेत्र की तीव्रता; Na विभिन्न चुम्बकत्वों द्वारा निर्मित विषम क्षेत्र शक्ति है ऊपरी भागभूपर्पटी; एनवी - क्षेत्र की ताकत, जिसका स्रोत बाहरी कारणों से जुड़ा हुआ है; δH - बाहरी कारणों से उत्पन्न चुंबकीय विविधताओं की क्षेत्र शक्ति।

फ़ील्ड्स का योग Ho+Hm=NG पृथ्वी का मुख्य चुंबकीय क्षेत्र बनाता है। विषम क्षेत्र में दो भाग होते हैं: एक क्षेत्रीय प्रकृति का क्षेत्र Нр और एक स्थानीय (स्थानीय) प्रकृति Нл का एक क्षेत्र। एक स्थानीय विसंगति को क्षेत्रीय विसंगति पर आरोपित किया जा सकता है, और फिर हा = Нр+Нл।

फ़ील्ड्स Ho+Hm+Hb के योग को आमतौर पर सामान्य फ़ील्ड कहा जाता है। हालाँकि, एचबी क्षेत्र समग्र भू-चुंबकीय क्षेत्र एचबी में बहुत छोटा योगदान देता है। चुंबकीय वेधशालाओं और चुंबकीय सर्वेक्षणों के अनुसार, भू-चुंबकीय क्षेत्र के एक व्यवस्थित अध्ययन से पता चलता है कि आंतरिक क्षेत्र के संबंध में बाहरी क्षेत्र 1% से कम है और इसलिए इसे उपेक्षित किया जा सकता है। इस मामले में, सामान्य क्षेत्र पृथ्वी के मुख्य चुंबकीय क्षेत्र से मेल खाता है।

भू-चुंबकीय ध्रुव वहां स्थित होते हैं जहां पृथ्वी की चुंबकीय धुरी पृथ्वी की सतह को काटती है। हालाँकि उत्तरी चुंबकीय ध्रुव दक्षिणी गोलार्ध में स्थित है, और दक्षिणी ध्रुव उत्तरी गोलार्ध में है, रोजमर्रा की जिंदगी में उन्हें भौगोलिक ध्रुवों के अनुरूप कहा जाता है।

समय के साथ, चुंबकीय ध्रुव अपनी स्थिति बदलते हैं। इस प्रकार, उत्तरी चुंबकीय ध्रुव पृथ्वी की सतह पर प्रति दिन 20.5 मीटर (7.5 किमी प्रति वर्ष) और दक्षिणी ध्रुव 30 मीटर (11 किमी प्रति वर्ष) चलता है।

4. पृथ्वी का मैग्नेटोस्फीयर और विकिरण बेल्ट।पृथ्वी का चुंबकीय क्षेत्र न केवल पृथ्वी की सतह के निकट, बल्कि पृथ्वी की सतह पर भी मौजूद है लंबी दूरीइससे, जिसे अंतरिक्ष रॉकेटों और अंतरग्रहीय अंतरिक्ष स्टेशनों का उपयोग करके खोजा गया था। 10-14 पृथ्वी त्रिज्या की दूरी पर, भू-चुंबकीय क्षेत्र इंटरप्लेट चुंबकीय क्षेत्र और तथाकथित सौर हवा के क्षेत्र से मिलता है। सौर पवन सौर कोरोना (कोरोनल गैस जिसमें मुख्य रूप से हाइड्रोजन और हीलियम शामिल है) से अंतरग्रहीय अंतरिक्ष में प्लाज्मा का बहिर्वाह है। सौर हवा के कणों (प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉनों) की गति बहुत अधिक है - लगभग 400 किमी/सेकेंड, कणों (कोशिकाओं) की संख्या कई दसियों प्रति 1 सेमी 3 है, तापमान 1.5-2 मिलियन डिग्री तक है। चुंबकीय क्षेत्र और पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र की सीमा पर, तीव्रता लगभग (0.4–0.5)·10-2 A/m है।

पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र की क्रिया के क्षेत्र को मैग्नेटोस्फीयर कहा जाता है, और इसकी बाहरी सीमा को मैग्नेटोपॉज़ कहा जाता है (चित्र 5.3)। भू-चुंबकीय क्षेत्र सौर पवन से काफी प्रभावित होता है। मैग्नेटोस्फीयर विशाल दूरी तक फैला हुआ है: सबसे छोटा - सूर्य की ओर - 10-14 पृथ्वी त्रिज्या तक पहुंचता है, सबसे बड़ा - रात की ओर - लगभग 16 पृथ्वी त्रिज्या तक। चुंबकीय पूंछ के आयाम और भी बड़े हैं (कृत्रिम पृथ्वी उपग्रहों के आंकड़ों के अनुसार - पृथ्वी की सैकड़ों त्रिज्याएँ)।

चित्र 5.3 - पृथ्वी के मैग्नेटोस्फीयर की संरचना: 1 - सौर हवा; 2 - शॉक फ्रंट; 3 - चुंबकीय गुहा; 4 - मैग्नेटोपॉज़; 5 - ऊपरी सीमाध्रुवीय मैग्नेटोस्फेरिक गैप; 6 - प्लाज्मा मेंटल; 7 - बाहरी विकिरण बेल्ट या प्लास्मास्फेयर; 9 - तटस्थ परत; 10-प्लाज्मा परत

आंतरिक प्रोटॉन बेल्ट का अधिकतम भाग 3.5 पृथ्वी त्रिज्या (22 हजार किमी) की दूरी पर स्थित है। प्लास्मास्फेयर के अंदर, पृथ्वी की सतह के पास, एक दूसरा इलेक्ट्रॉन विकिरण बेल्ट है। ध्रुवों के पास यह पेटी 100 किमी की दूरी पर स्थित है, लेकिन इसका मुख्य भाग ग्रह की सतह से 4.4 - 10 हजार किमी की दूरी पर स्थित है। इसमें मौजूद इलेक्ट्रॉनों की ऊर्जा दसियों से सैकड़ों केवी तक होती है। इलेक्ट्रॉन प्रवाह की तीव्रता 109 कण प्रति सेमी 2/सेकेंड अनुमानित है, यानी, बाहरी इलेक्ट्रॉन बेल्ट की तुलना में अधिक परिमाण का एक क्रम।

विकिरण बेल्ट में विकिरण शक्ति काफी अधिक है - प्रति दिन एक्स-रे के कई सौ और यहां तक ​​कि हजारों जैविक समकक्ष। इसलिए, अंतरिक्ष यात्रियों के साथ अंतरिक्ष यान को इन बेल्टों के नीचे स्थित कक्षाओं में लॉन्च किया जाता है।

यदि मैग्नेटोस्फीयर नहीं होता, तो सौर और ब्रह्मांडीय हवा की धाराएं, बिना किसी प्रतिरोध के, पृथ्वी की सतह पर आ जातीं और मनुष्यों सहित सभी जीवित प्राणियों पर हानिकारक प्रभाव डालतीं।

5. भू-चुंबकीय क्षेत्र की धर्मनिरपेक्ष विविधताएँ।कई दशकों और शताब्दियों की अवधि में स्थलीय चुंबकत्व के एक या दूसरे तत्व के औसत वार्षिक मूल्यों को बदलने की प्रक्रिया को धर्मनिरपेक्ष विविधताएं कहा जाता है, और साल-दर-साल उनके परिवर्तन को धर्मनिरपेक्ष पाठ्यक्रम कहा जाता है।

"सामग्री में चुंबकीय क्षेत्र को जमा देने" का तथाकथित प्रभाव हमें भू-चुंबकीय क्षेत्र के अतीत - इसकी दिशा और तीव्रता का न्याय करने की अनुमति देता है। कोई भी चट्टान, लोहा या अन्य लौहचुंबकीय तत्व युक्त कोई भी पदार्थ लगातार पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र के प्रभाव में रहता है। इस सामग्री में प्राथमिक चुम्बक स्वयं को चुंबकीय क्षेत्र रेखाओं के अनुदिश उन्मुख करते हैं।

यदि सामग्री को गर्म किया जाता है, तो एक समय ऐसा आएगा जब कणों की तापीय गति इतनी ऊर्जावान हो जाएगी कि यह चुंबकीय क्रम को नष्ट कर देगी। फिर, जब सामग्री ठंडी हो जाती है, तो, क्यूरी बिंदु से शुरू होकर (क्यूरी बिंदु वह तापमान होता है जिसके नीचे चट्टानें लौहचुंबकीय हो जाती हैं; शुद्ध लोहे के लिए क्यूरी बिंदु 769 डिग्री सेल्सियस है, मैग्नेटाइट के लिए - 580 डिग्री सेल्सियस), चुंबकीय क्षेत्र प्रबल होता है अराजक आंदोलन की ताकतों पर. प्राथमिक चुम्बक फिर से पंक्तिबद्ध हो जाएंगे जैसा कि चुंबकीय क्षेत्र उन्हें बताता है, और तब तक इसी स्थिति में रहेंगे जब तक कि शरीर फिर से गर्म न हो जाए। इस प्रकार, भू-चुंबकीय क्षेत्र सामग्री में "जमा हुआ" प्रतीत होता है।

वर्तमान में, पृथ्वी का चुंबकीय क्षेत्र प्रति 100 वर्षों में 2.5% कम हो जाता है, और लगभग 4000 वर्षों में, यदि इस गिरावट की प्रकृति नहीं बदलती है, तो इसे शून्य तक कम हो जाना चाहिए। हालाँकि, पेलियोमैग्नेटोलॉजिस्ट का तर्क है कि ऐसा नहीं होगा।

यदि हम पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र के दोलन की विभिन्न अवधियों के साथ सभी चक्रीय वक्रों को जोड़ते हैं, तो हमें तथाकथित "चिकना, या औसत, वक्र" मिलता है, जो 8000 वर्षों की अवधि वाले साइनसॉइड के साथ काफी मेल खाता है। वर्तमान में, चुंबकीय क्षेत्र दोलनों का कुल मान साइनसॉइड के अवरोही खंड पर है।

भू-चुंबकीय क्षेत्र के दोलन की विभिन्न अवधियों को स्पष्ट रूप से जल-चुंबकीय डायनेमो के गतिमान भागों में संतुलन की कमी और उनकी विभिन्न विद्युत चालकता द्वारा समझाया गया है।

व्युत्क्रमण स्थानों में चुंबकीय ध्रुवों का आदान-प्रदान है। उत्क्रमण के दौरान, उत्तरी चुंबकीय ध्रुव दक्षिण के स्थान पर और दक्षिण उत्तर के स्थान पर चला जाता है।

कभी-कभी वे उलटने की बजाय ध्रुवों की "छलाँग" की बात करते हैं। हालाँकि, ध्रुवों के संबंध में यह शब्द पूरी तरह से उपयुक्त नहीं है, क्योंकि ध्रुव इतनी तेज़ी से नहीं चलते हैं - कुछ अनुमानों के अनुसार, "छलाँग" 5 और यहाँ तक कि 10 हज़ार साल तक चलती है।

पिछले 600 हजार वर्षों में, भू-चुंबकीय क्षेत्र उत्क्रमण के 12 युग स्थापित किए गए हैं (गोटेनबोर्ग - 10-12 हजार वर्ष, लाचामी - 20-24 हजार वर्ष, आदि)। यह विशेषता है कि ग्रह पर महत्वपूर्ण भूवैज्ञानिक, जलवायु और जैविक परिवर्तन इन युगों के साथ मेल खाते हैं।

6. भू-चुंबकीय क्षेत्र विसंगतियाँ।चुंबकीय विसंगति स्थलीय चुंबकत्व के तत्वों के मूल्यों का विचलन है सामान्य मान, जो पृथ्वी के एकसमान चुम्बकत्व की स्थिति में किसी दिए गए स्थान पर देखा जाएगा।

यदि किसी स्थान पर चुंबकीय झुकाव और झुकाव में अचानक परिवर्तन पाया जाता है, तो यह इंगित करता है कि लौहचुंबकीय खनिज युक्त चट्टानें पृथ्वी की सतह के नीचे छिपी हुई हैं। इनमें मैग्नेटाइट, टिटानो-मैग्नेटाइट, हेमेटाइट आदि शामिल हैं। मैग्नेटाइट में सबसे बड़ी चुंबकीय संवेदनशीलता होती है, इसलिए चट्टानों में इसकी उपस्थिति के साथ महत्वपूर्ण संख्या में विसंगतियां जुड़ी होती हैं।

उनके आकार के आधार पर, चुंबकीय विसंगतियों को महाद्वीपीय, क्षेत्रीय और स्थानीय में विभाजित किया जाता है। महाद्वीपीय विसंगतियाँ उनके केंद्रों के नीचे शक्तिशाली भंवर धाराओं की उपस्थिति का परिणाम हैं। क्षेत्रीय और स्थानीय विसंगतियों का कारण बढ़ी हुई चुंबकीय गुणों वाली चट्टानें हैं। ये चट्टानें पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र में होने के कारण चुम्बकित हो जाती हैं और एक अतिरिक्त चुंबकीय क्षेत्र बनाती हैं।

सभी चट्टानों में किसी न किसी स्तर पर चुंबकीय गुण अंतर्निहित होते हैं। जब किसी चट्टान को चुंबकीय क्षेत्र में रखा जाता है तो उसके आयतन का प्रत्येक तत्व चुंबकीय हो जाता है। किसी बाहरी चुंबकीय क्षेत्र के प्रभाव में अपने चुंबकत्व को बदलने की किसी पदार्थ की क्षमता को चुंबकीय संवेदनशीलता कहा जाता है। निर्भर करना अंकीय मूल्यऔर चुंबकीय संवेदनशीलता के संकेत के अनुसार, सभी प्राकृतिक पदार्थों को तीन समूहों में विभाजित किया गया है: प्रतिचुंबकीय, अनुचुंबकीय, लौहचुंबकीय। इसके अलावा, प्रतिचुंबकीय पदार्थों के लिए चुंबकीय संवेदनशीलता नकारात्मक है, और अनुचुंबकीय और लौहचुंबकीय पदार्थों के लिए यह सकारात्मक है।

प्रतिचुंबकीय पदार्थों (क्वार्ट्ज, संगमरमर, ग्रेफाइट, तांबा, सोना, चांदी, सीसा, पानी, आदि) के लिए, चुंबकत्व चुंबकीय क्षेत्र की ताकत के समानुपाती होता है और इसकी ओर निर्देशित होता है। प्रतिचुंबकीय पदार्थ पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र को कमजोर करते हैं और नकारात्मक चुंबकीय विसंगतियों के निर्माण में योगदान करते हैं।

अनुचुंबकीय पदार्थों (रूपांतरित और आग्नेय चट्टानें, क्षार धातुएं, आदि) में चुंबकत्व भी चुंबकीय क्षेत्र की ताकत के समानुपाती होता है, लेकिन प्रतिचुंबकीय पदार्थों के विपरीत, इसकी दिशा भी वैसी ही होती है। लौहचुंबकीय पदार्थों (लोहा, निकल, कोबाल्ट, आदि) में, चुंबकत्व व्यास और अर्ध-चुंबकीय पदार्थों की तुलना में बहुत अधिक है, चुंबकीय क्षेत्र की ताकत के लिए आनुपातिक नहीं है, और पदार्थ के तापमान और "चुंबकीय प्रागितिहास" पर दृढ़ता से निर्भर करता है। .

चुंबकीय क्षेत्र विसंगतियों के निर्माण में मुख्य योगदान लौहचुंबकीय खनिजों (मैग्नेटाइट, टाइटैनोमैग्नेटाइट, इल्मेनाइट, आदि) और उनसे युक्त गौरवशाली चट्टानों द्वारा किया जाता है। चूँकि सामान्यतः चट्टानों की चुंबकीय संवेदनशीलता व्यापक सीमाओं (लाखों बार) के भीतर भिन्न होती है, चुंबकीय क्षेत्र की विसंगतियों की तीव्रता भी व्यापक सीमाओं के भीतर भिन्न होती है।

पृथ्वी का प्रत्यावर्ती चुंबकीय क्षेत्र.वैकल्पिक चुंबकीय क्षेत्र के स्रोत पृथ्वी के अंतरिक्ष के बाहर स्थित हैं। अपनी उत्पत्ति से, वे प्रेरक धाराएँ हैं जो वायुमंडल की ऊँची परतों (एक सौ से कई हज़ार किलोमीटर तक) में उत्पन्न होती हैं। प्रेरण धाराएँ प्लाज्मा के बहिर्वाह से बनती हैं - सूर्य से उड़ने वाले दोनों संकेतों (कोशिकाओं) के आवेशित कणों का प्रवाह। पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र में घुसकर, कणिकाएँ इसके द्वारा पकड़ ली जाती हैं और कई जटिल घटनाओं का कारण बनती हैं, जैसे कि वायुमंडल का आयनीकरण, अरोरा, पृथ्वी के विकिरण बेल्ट का निर्माण, आदि।

प्रत्यावर्ती चुंबकीय क्षेत्र पृथ्वी के मुख्य चुंबकीय क्षेत्र पर आरोपित होता है और समय के साथ इसमें विभिन्न बदलावों का कारण बनता है। उनमें से कुछ सुचारू रूप से घटित होते हैं और एक निश्चित पैटर्न का पालन करते हैं। ये तथाकथित आवधिक (अप्रभावित) विविधताएँ हैं। अन्य प्रकृति में अराजक हैं, भू-चुंबकीय क्षेत्र (अवधि, आयाम, चरण) के पैरामीटर लगातार और तेजी से अपना मूल्य बदलते हैं।

सौर-दैनिक भिन्नताएं स्थलीय चुंबकत्व के तत्वों में सौर दिन की लंबाई के बराबर अवधि के साथ परिवर्तन हैं। स्थलीय चुंबकत्व के तत्वों में सौर-दैनिक भिन्नताएं वर्ष के समय और भौगोलिक अक्षांश पर निर्भर करती हैं, क्योंकि वे सूर्य की पराबैंगनी किरणों की तीव्रता और इसलिए, सूर्य के संबंध में पृथ्वी की स्थिति से निर्धारित होती हैं। यह विशेषता है कि अक्षांश और वर्ष के समय दोनों में दोलनों के चरण व्यावहारिक रूप से अपरिवर्तित रहते हैं; मुख्य रूप से दोलनों के आयाम बदलते हैं।

पृथ्वी के चुंबकत्व के तत्वों में चंद्र-दैनिक भिन्नताएं क्षितिज के सापेक्ष चंद्रमा की स्थिति से जुड़ी हैं और पृथ्वी के वायुमंडल पर चंद्रमा के गुरुत्वाकर्षण के प्रभाव के कारण होती हैं। स्थलीय चुंबकत्व के तत्वों में चंद्र-दैनिक भिन्नताएं छोटी हैं - वे सौर-दैनिक विविधताओं का केवल 10-15% हैं।

परेशान गैर-आवधिक दोलनों में शामिल हैं चुंबकीय तूफान. उनकी विशिष्ट विशेषताओं में से एक उनकी उपस्थिति की अचानकता है। एक काफी शांत चुंबकीय क्षेत्र की पृष्ठभूमि के खिलाफ, लगभग पूरे विश्व में एक ही क्षण में, स्थलीय चुंबकत्व के सभी तत्व अचानक अपने मूल्यों को बदलते हैं, और तूफान के आगे के पाठ्यक्रम में बहुत तेजी से और निरंतर परिवर्तन होते हैं।

तीव्रता (आयाम) के आधार पर चुंबकीय तूफानों को आमतौर पर कमजोर, मध्यम और बड़े में विभाजित किया जाता है। बहुत बड़े चुंबकीय तूफानों के दौरान स्थलीय चुंबकत्व के तत्वों का आयाम चुंबकीय झुकाव के लिए कई डिग्री तक पहुंच जाता है, और ऊर्ध्वाधर और क्षैतिज घटकों के लिए -2-4 ए/एम या अधिक तक पहुंच जाता है। तूफ़ानों की तीव्रता निम्न से उच्च भू-चुंबकीय अक्षांशों की ओर बढ़ती है। तूफानों की अवधि आमतौर पर कई दिनों की होती है। चुंबकीय तूफानों की आवृत्ति और शक्ति सौर गतिविधि पर निर्भर करती है।

हाल के वर्षों में, वैज्ञानिकों ने चुंबकीय तूफानों से व्यावहारिक लाभ प्राप्त करना शुरू कर दिया है, और वे पृथ्वी की काफी गहराई तक "जांच" करने में उनका उपयोग करने में सक्षम हो गए हैं। चुंबकीय गड़बड़ी का उपयोग करके पृथ्वी के आंतरिक भाग का अध्ययन करने की विधि को चुंबकीय-टेल्यूरिक ध्वनि कहा जाता है, क्योंकि यह एक साथ पृथ्वी में चुंबकीय गड़बड़ी और उनके कारण होने वाली टेल्यूरिक (यानी, स्थलीय) धाराओं पर विचार करती है। चुंबकीय-टेल्यूरिक ध्वनि के परिणामस्वरूप, यह स्थापित किया गया कि 300-400 किमी की गहराई पर पृथ्वी की विद्युत चालकता तेजी से बढ़ जाती है। इस गहराई तक, पृथ्वी व्यावहारिक रूप से एक इन्सुलेटर है।

पृथ्वी का चुंबकीय क्षेत्र ग्रह के अंदर स्रोतों द्वारा उत्पन्न एक संरचना है। यह भूभौतिकी के संबंधित अनुभाग में अध्ययन का उद्देश्य है। आगे, आइए देखें कि पृथ्वी का चुंबकीय क्षेत्र क्या है और यह कैसे बनता है।

सामान्य जानकारी

पृथ्वी की सतह से अधिक दूर नहीं, लगभग उसकी त्रिज्याओं के तीन की दूरी पर, चुंबकीय क्षेत्र से बल की रेखाएँ "दो ध्रुवीय आवेशों" की प्रणाली के साथ स्थित हैं। यहाँ एक क्षेत्र है जिसे "प्लाज्मा क्षेत्र" कहा जाता है। ग्रह की सतह से दूरी के साथ, सौर कोरोना से आयनित कणों के प्रवाह का प्रभाव बढ़ जाता है। इससे सूर्य की ओर से मैग्नेटोस्फीयर का संपीड़न होता है, और इसके विपरीत, पृथ्वी का चुंबकीय क्षेत्र विपरीत, छाया पक्ष से फैलता है।

प्लाज्मा क्षेत्र

वायुमंडल की ऊपरी परतों (आयनोस्फीयर) में आवेशित कणों की दिशात्मक गति का पृथ्वी की सतह के चुंबकीय क्षेत्र पर उल्लेखनीय प्रभाव पड़ता है। उत्तरार्द्ध का स्थान ग्रह की सतह से एक सौ किलोमीटर और ऊपर है। पृथ्वी का चुंबकीय क्षेत्र प्लास्मास्फेयर को धारण करता है। हालाँकि, इसकी संरचना दृढ़ता से सौर हवा की गतिविधि और सीमित परत के साथ इसकी बातचीत पर निर्भर करती है। और हमारे ग्रह पर चुंबकीय तूफानों की आवृत्ति सूर्य पर भड़कने वाली ज्वालाओं से निर्धारित होती है।

शब्दावली

एक अवधारणा है "पृथ्वी की चुंबकीय धुरी"। यह एक सीधी रेखा है जो ग्रह के संगत ध्रुवों से होकर गुजरती है। "चुंबकीय भूमध्य रेखा" इस अक्ष के लंबवत समतल का बड़ा वृत्त है। इस पर वेक्टर की दिशा क्षैतिज के करीब है। पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र की औसत शक्ति काफी हद तक निर्भर करती है भौगोलिक स्थिति. यह लगभग 0.5 Oe यानी 40 A/m के बराबर है। चुंबकीय भूमध्य रेखा पर, यही संकेतक लगभग 0.34 Oe है, और ध्रुवों के पास यह 0.66 Oe के करीब है। ग्रह की कुछ विसंगतियों में, उदाहरण के लिए, कुर्स्क विसंगति के भीतर, संकेतक बढ़ जाता है और 2 Oe तक पहुंच जाता है। फ़ील्ड जटिल संरचना वाली पृथ्वी के मैग्नेटोस्फीयर की रेखाएँ, जो इसकी सतह पर प्रक्षेपित होती हैं और अपने स्वयं के ध्रुवों पर परिवर्तित होती हैं, "चुंबकीय मेरिडियन" कहलाती हैं।

घटना की प्रकृति. धारणाएँ और अनुमान

कुछ समय पहले, पृथ्वी के मैग्नेटोस्फीयर के उद्भव और हमारे ग्रह की त्रिज्या के एक चौथाई से एक तिहाई की दूरी पर स्थित तरल धातु कोर में धारा के प्रवाह के बीच संबंध के बारे में धारणा को अस्तित्व का अधिकार प्राप्त हुआ। वैज्ञानिकों के पास पृथ्वी की पपड़ी के पास बहने वाली तथाकथित "टेल्यूरिक धाराओं" के बारे में भी एक धारणा है। यह कहा जाना चाहिए कि समय के साथ गठन में परिवर्तन होता है। पिछले एक सौ अस्सी वर्षों में पृथ्वी का चुंबकीय क्षेत्र कई बार बदला है। यह समुद्री पपड़ी में दर्ज किया गया है, और अवशेष चुंबकत्व के अध्ययन से इसका प्रमाण मिलता है। सागरीय कटकों के दोनों ओर के क्षेत्रों की तुलना करके इन क्षेत्रों के विचलन का समय निर्धारित किया जाता है।

पृथ्वी का चुंबकीय ध्रुव खिसक गया

ग्रह के इन भागों का स्थान स्थिर नहीं है। उनके विस्थापन का तथ्य उन्नीसवीं सदी के अंत से दर्ज किया गया है। दक्षिणी गोलार्ध में, चुंबकीय ध्रुव इस दौरान 900 किमी तक स्थानांतरित हो गया और हिंद महासागर में समाप्त हो गया। इसी तरह की प्रक्रियाएँ उत्तरी भाग में हो रही हैं। यहां ध्रुव पूर्वी साइबेरिया में एक चुंबकीय विसंगति की ओर बढ़ता है। 1973 से 1994 तक, जिस दूरी से यह स्थल यहां आया वह 270 किमी था। इन पूर्व-गणना किए गए आंकड़ों की बाद में माप द्वारा पुष्टि की गई। नवीनतम आंकड़ों के अनुसार, उत्तरी गोलार्ध के चुंबकीय ध्रुव की गति की गति में काफी वृद्धि हुई है। पिछली सदी के सत्तर के दशक में यह 10 किमी/वर्ष से बढ़कर इस सदी की शुरुआत में 60 किमी/वर्ष हो गई। साथ ही, पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र की ताकत असमान रूप से कम हो जाती है। इसलिए, पिछले 22 वर्षों में, कुछ स्थानों पर इसमें 1.7% की कमी आई है, और कहीं-कहीं 10% की, हालाँकि ऐसे क्षेत्र भी हैं जहाँ, इसके विपरीत, इसमें वृद्धि हुई है। चुंबकीय ध्रुवों के विस्थापन में तेजी (प्रति वर्ष लगभग 3 किमी) यह मानने का कारण देती है कि आज देखी गई उनकी गति कोई भ्रमण नहीं है, बल्कि एक और उलटा है।

इसकी अप्रत्यक्ष रूप से पुष्टि मैग्नेटोस्फीयर के दक्षिण और उत्तर में तथाकथित "ध्रुवीय अंतराल" में वृद्धि से होती है। सौर कोरोना और अंतरिक्ष की आयनित सामग्री तेजी से परिणामी विस्तार में प्रवेश करती है। परिणामस्वरूप, पृथ्वी के परिध्रुवीय क्षेत्रों में ऊर्जा की बढ़ती मात्रा एकत्र हो जाती है, जो अपने आप में ध्रुवीय बर्फ के आवरणों के अतिरिक्त ताप से भरा होता है।

COORDINATES

ब्रह्मांडीय किरणों के विज्ञान में, भू-चुंबकीय क्षेत्र निर्देशांक का उपयोग किया जाता है, जिसका नाम वैज्ञानिक मैकलवेन के नाम पर रखा गया है। वह उनके उपयोग का प्रस्ताव देने वाले पहले व्यक्ति थे, क्योंकि वे चुंबकीय क्षेत्र में आवेशित तत्वों की गतिविधि के संशोधित संस्करणों पर आधारित हैं। एक बिंदु के लिए, दो निर्देशांक का उपयोग किया जाता है (एल, बी)। वे चुंबकीय आवरण (मैक्लिवेन पैरामीटर) और क्षेत्र प्रेरण एल की विशेषता बताते हैं। उत्तरार्द्ध ग्रह के केंद्र से उसके त्रिज्या तक गोले की औसत दूरी के अनुपात के बराबर एक पैरामीटर है।

"चुंबकीय झुकाव"

कई हज़ार साल पहले, चीनियों ने एक अद्भुत खोज की थी। उन्होंने पाया कि चुम्बकित वस्तुओं को एक निश्चित दिशा में स्थित किया जा सकता है। और सोलहवीं शताब्दी के मध्य में जर्मन वैज्ञानिक जॉर्ज कार्टमैन ने इस क्षेत्र में एक और खोज की। इस प्रकार "चुंबकीय झुकाव" की अवधारणा सामने आई। यह नाम ग्रह के मैग्नेटोस्फीयर के प्रभाव में क्षैतिज तल से ऊपर या नीचे तीर के विचलन के कोण को संदर्भित करता है।

अनुसंधान के इतिहास से

उत्तरी चुंबकीय भूमध्य रेखा के क्षेत्र में, जो भौगोलिक भूमध्य रेखा से भिन्न है, उत्तरी छोर नीचे की ओर बढ़ता है, और दक्षिणी में, इसके विपरीत, ऊपर की ओर। 1600 में, अंग्रेजी चिकित्सक विलियम गिल्बर्ट ने पहली बार पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र की उपस्थिति के बारे में धारणाएं बनाईं, जो उन वस्तुओं के एक निश्चित व्यवहार का कारण बनता है जो पहले चुंबकीय थे। अपनी पुस्तक में, उन्होंने लोहे के तीर से सुसज्जित गेंद के साथ एक प्रयोग का वर्णन किया। अपने शोध के परिणामस्वरूप, वह इस निष्कर्ष पर पहुंचे कि पृथ्वी एक बड़ा चुंबक है। अंग्रेजी खगोलशास्त्री हेनरी गेलिब्रेंट ने भी प्रयोग किए। अपने अवलोकनों के परिणामस्वरूप, वह इस निष्कर्ष पर पहुंचे कि पृथ्वी का चुंबकीय क्षेत्र धीमी गति से परिवर्तन के अधीन है।

जोस डे अकोस्टा ने कम्पास के उपयोग की संभावना का वर्णन किया। उन्होंने यह भी स्थापित किया कि चुंबकीय और उत्तरी ध्रुव कैसे भिन्न होते हैं, और अपने में प्रसिद्ध इतिहास(1590) चुंबकीय विक्षेपण रहित रेखाओं के सिद्धांत को प्रमाणित किया गया। विचाराधीन मुद्दे के अध्ययन में क्रिस्टोफर कोलंबस ने भी महत्वपूर्ण योगदान दिया। वह चुंबकीय झुकाव की परिवर्तनशीलता की खोज के लिए जिम्मेदार थे। परिवर्तन भौगोलिक निर्देशांक में परिवर्तन पर निर्भर होते हैं। चुंबकीय झुकाव उत्तर-दक्षिण दिशा से सुई के विचलन का कोण है। कोलंबस की खोज के संबंध में अनुसंधान तेज हो गया। पृथ्वी का चुंबकीय क्षेत्र क्या है इसकी जानकारी नाविकों के लिए अत्यंत आवश्यक थी। एम. वी. लोमोनोसोव ने भी इस समस्या पर काम किया। स्थलीय चुंबकत्व का अध्ययन करने के लिए, उन्होंने स्थायी बिंदुओं (वेधशालाओं के समान) का उपयोग करके व्यवस्थित अवलोकन करने की सिफारिश की। लोमोनोसोव के अनुसार, समुद्र में ऐसा करना भी बहुत महत्वपूर्ण था। महान वैज्ञानिक का यह विचार साठ वर्ष बाद रूस में साकार हुआ। कनाडाई द्वीपसमूह पर चुंबकीय ध्रुव की खोज ध्रुवीय खोजकर्ता अंग्रेज जॉन रॉस (1831) की है। और 1841 में उन्होंने ग्रह का एक और ध्रुव खोजा, लेकिन अंटार्कटिका में। पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र की उत्पत्ति के बारे में परिकल्पना कार्ल गॉस द्वारा सामने रखी गई थी। उन्होंने जल्द ही साबित कर दिया कि इसका अधिकांश भाग ग्रह के अंदर एक स्रोत से आता है, लेकिन इसके मामूली विचलन का कारण बाहरी वातावरण है।

आधुनिक विचारों के अनुसार, इसका निर्माण लगभग 4.5 अरब वर्ष पहले हुआ था, और उसी क्षण से हमारा ग्रह एक चुंबकीय क्षेत्र से घिरा हुआ है। लोगों, जानवरों और पौधों सहित पृथ्वी पर मौजूद हर चीज़ इससे प्रभावित होती है।

चुंबकीय क्षेत्र लगभग 100,000 किमी की ऊंचाई तक फैला हुआ है (चित्र 1)। यह सौर पवन कणों को विक्षेपित या पकड़ लेता है जो सभी जीवित जीवों के लिए हानिकारक होते हैं। ये आवेशित कण पृथ्वी की विकिरण बेल्ट बनाते हैं, और पृथ्वी के निकट अंतरिक्ष का पूरा क्षेत्र जिसमें वे स्थित हैं, कहलाते हैं मैग्नेटोस्फीयर(अंक 2)। सूर्य द्वारा प्रकाशित पृथ्वी की ओर, मैग्नेटोस्फीयर लगभग 10-15 पृथ्वी त्रिज्या के त्रिज्या के साथ एक गोलाकार सतह द्वारा सीमित है, और विपरीत दिशा में यह धूमकेतु की पूंछ की तरह कई हजार की दूरी तक फैला हुआ है। पृथ्वी की त्रिज्या, एक भू-चुंबकीय पूंछ बनाती है। मैग्नेटोस्फीयर को एक संक्रमण क्षेत्र द्वारा अंतरग्रहीय क्षेत्र से अलग किया जाता है।

पृथ्वी के चुंबकीय ध्रुव

पृथ्वी के चुम्बक का अक्ष पृथ्वी के घूर्णन अक्ष के सापेक्ष 12° झुका हुआ है। यह पृथ्वी के केंद्र से लगभग 400 किमी दूर स्थित है। वे बिंदु जिन पर यह अक्ष ग्रह की सतह को काटता है चुंबकीय ध्रुव.पृथ्वी के चुंबकीय ध्रुव वास्तविक भौगोलिक ध्रुवों से मेल नहीं खाते हैं। वर्तमान में, चुंबकीय ध्रुवों के निर्देशांक इस प्रकार हैं: उत्तर - 77° उत्तरी अक्षांश। और 102°W; दक्षिणी - (65° दक्षिण और 139° पूर्व)।

चावल। 1. पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र की संरचना

चावल। 2. मैग्नेटोस्फीयर की संरचना

एक चुंबकीय ध्रुव से दूसरे चुंबकीय ध्रुव तक चलने वाली बल रेखाएँ कहलाती हैं चुंबकीय मेरिडियन. चुंबकीय और भौगोलिक मेरिडियन के बीच एक कोण बनता है, जिसे कहा जाता है चुंबकीय झुकाव. पृथ्वी पर प्रत्येक स्थान का अपना झुकाव कोण होता है। मॉस्को क्षेत्र में झुकाव कोण पूर्व में 7° है, और याकुत्स्क में यह पश्चिम में लगभग 17° है। इसका मतलब यह है कि मॉस्को में कम्पास सुई का उत्तरी छोर मॉस्को से गुजरने वाली भौगोलिक मेरिडियन के दाईं ओर टी से विचलित होता है, और याकुतस्क में - संबंधित मेरिडियन के बाईं ओर 17 डिग्री तक।

एक स्वतंत्र रूप से लटकी हुई चुंबकीय सुई क्षैतिज रूप से केवल चुंबकीय भूमध्य रेखा की रेखा पर स्थित होती है, जो भौगोलिक रेखा से मेल नहीं खाती है। यदि आप चुंबकीय भूमध्य रेखा के उत्तर की ओर बढ़ते हैं, तो सुई का उत्तरी सिरा धीरे-धीरे नीचे उतरेगा। चुंबकीय सुई और क्षैतिज तल से बनने वाला कोण कहलाता है चुंबकीय झुकाव. उत्तरी और दक्षिणी चुंबकीय ध्रुवों पर चुंबकीय झुकाव सबसे अधिक होता है। यह 90° के बराबर है. उत्तरी चुंबकीय ध्रुव पर, एक स्वतंत्र रूप से निलंबित चुंबकीय सुई को लंबवत रूप से स्थापित किया जाएगा, जिसका उत्तरी सिरा नीचे की ओर होगा, और दक्षिणी चुंबकीय ध्रुव पर इसका दक्षिणी सिरा नीचे की ओर जाएगा। इस प्रकार, चुंबकीय सुई पृथ्वी की सतह के ऊपर चुंबकीय क्षेत्र रेखाओं की दिशा दिखाती है।

समय के साथ, पृथ्वी की सतह के सापेक्ष चुंबकीय ध्रुवों की स्थिति बदल जाती है।

चुंबकीय ध्रुव की खोज खोजकर्ता जेम्स सी. रॉस ने 1831 में की थी, जो इसके वर्तमान स्थान से सैकड़ों किलोमीटर दूर है। औसतन, यह एक वर्ष में 15 किमी चलती है। हाल के वर्षों में चुंबकीय ध्रुवों की गति की गति तेजी से बढ़ी है। उदाहरण के लिए, उत्तरी चुंबकीय ध्रुव वर्तमान में लगभग 40 किमी प्रति वर्ष की गति से घूम रहा है।

पृथ्वी के चुंबकीय ध्रुवों का उत्क्रमण कहलाता है चुंबकीय क्षेत्र व्युत्क्रमण.

हमारे ग्रह के पूरे भूवैज्ञानिक इतिहास में, पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र ने अपनी ध्रुवता को 100 से अधिक बार बदला है।

चुंबकीय क्षेत्र की विशेषता तीव्रता होती है। पृथ्वी पर कुछ स्थानों पर, चुंबकीय क्षेत्र रेखाएँ सामान्य क्षेत्र से विचलित हो जाती हैं, जिससे विसंगतियाँ पैदा होती हैं। उदाहरण के लिए, कुर्स्क चुंबकीय विसंगति (केएमए) के क्षेत्र में, क्षेत्र की ताकत सामान्य से चार गुना अधिक है।

पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र में दैनिक परिवर्तन होते रहते हैं। पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र में इन परिवर्तनों का कारण वायुमंडल में ऊँचाई पर बहने वाली विद्युत धाराएँ हैं। ये सौर विकिरण के कारण होते हैं। सौर हवा के प्रभाव में, पृथ्वी का चुंबकीय क्षेत्र विकृत हो जाता है और सूर्य से दिशा में एक "निशान" प्राप्त कर लेता है, जो सैकड़ों हजारों किलोमीटर तक फैला होता है। सौर हवा का मुख्य कारण, जैसा कि हम पहले से ही जानते हैं, सौर कोरोना से पदार्थ का भारी उत्सर्जन है। जैसे ही वे पृथ्वी की ओर बढ़ते हैं, वे चुंबकीय बादलों में बदल जाते हैं और पृथ्वी पर मजबूत, कभी-कभी अत्यधिक गड़बड़ी पैदा करते हैं। पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र की विशेष रूप से तीव्र गड़बड़ी - चुंबकीय तूफान.कुछ चुंबकीय तूफान पूरी पृथ्वी पर अचानक और लगभग एक साथ शुरू होते हैं, जबकि अन्य धीरे-धीरे विकसित होते हैं। वे कई घंटों या दिनों तक भी चल सकते हैं। चुंबकीय तूफान अक्सर सौर ज्वाला के 1-2 दिन बाद आते हैं क्योंकि पृथ्वी सूर्य द्वारा उत्सर्जित कणों की एक धारा से गुजरती है। विलंब समय के आधार पर, ऐसे कणिका प्रवाह की गति कई मिलियन किमी/घंटा अनुमानित है।

तेज़ चुंबकीय तूफान के दौरान टेलीग्राफ, टेलीफोन और रेडियो का सामान्य संचालन बाधित हो जाता है।

चुंबकीय तूफान अक्सर 66-67° अक्षांश (औरोरा क्षेत्र में) पर देखे जाते हैं और अरोरा के साथ-साथ आते हैं।

पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र की संरचना क्षेत्र के अक्षांश के आधार पर भिन्न होती है। ध्रुवों की ओर चुंबकीय क्षेत्र की पारगम्यता बढ़ जाती है। ध्रुवीय क्षेत्रों में, चुंबकीय क्षेत्र रेखाएँ कमोबेश पृथ्वी की सतह पर लंबवत होती हैं और इनका विन्यास फ़नल-आकार का होता है। उनके माध्यम से, दिन के समय से सौर हवा का कुछ हिस्सा मैग्नेटोस्फीयर में और फिर ऊपरी वायुमंडल में प्रवेश करता है। चुंबकीय तूफानों के दौरान, मैग्नेटोस्फीयर की पूंछ से कण यहां भागते हैं, उत्तरी और दक्षिणी गोलार्ध के उच्च अक्षांशों में ऊपरी वायुमंडल की सीमाओं तक पहुंचते हैं। ये आवेशित कण ही ​​हैं जो यहां अरोरा का कारण बनते हैं।

तो, जैसा कि हम पहले ही पता लगा चुके हैं, चुंबकीय तूफानों और चुंबकीय क्षेत्र में दैनिक परिवर्तनों की व्याख्या सौर विकिरण द्वारा की जाती है। लेकिन वह मुख्य कारण क्या है जो पृथ्वी के स्थायी चुंबकत्व का निर्माण करता है? सैद्धांतिक रूप से, यह साबित करना संभव था कि पृथ्वी का 99% चुंबकीय क्षेत्र ग्रह के अंदर छिपे स्रोतों के कारण होता है। मुख्य चुंबकीय क्षेत्र पृथ्वी की गहराई में स्थित स्रोतों के कारण होता है। इन्हें मोटे तौर पर दो समूहों में विभाजित किया जा सकता है। उनमें से मुख्य भाग पृथ्वी के कोर में होने वाली प्रक्रियाओं से जुड़ा है, जहां विद्युत प्रवाहकीय पदार्थ की निरंतर और नियमित गति के कारण विद्युत धाराओं की एक प्रणाली बनती है। दूसरा इस तथ्य के कारण है कि पृथ्वी की पपड़ी की चट्टानें, जब मुख्य विद्युत क्षेत्र (कोर का क्षेत्र) द्वारा चुंबकित होती हैं, तो अपना स्वयं का चुंबकीय क्षेत्र बनाती हैं, जिसे कोर के चुंबकीय क्षेत्र के साथ जोड़ा जाता है।

पृथ्वी के चारों ओर चुंबकीय क्षेत्र के अलावा, अन्य क्षेत्र भी हैं: ए) गुरुत्वाकर्षण; बी) बिजली; ग) थर्मल।

गुरुत्वाकर्षण क्षेत्रपृथ्वी को गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र कहा जाता है। यह जियोइड की सतह पर लंबवत एक साहुल रेखा के साथ निर्देशित है। यदि पृथ्वी का आकार परिक्रमण के दीर्घवृत्ताकार जैसा होता और इसमें द्रव्यमान समान रूप से वितरित होते, तो इसका गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र सामान्य होता। वास्तविक गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र की तीव्रता और सैद्धांतिक गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र की तीव्रता के बीच का अंतर एक गुरुत्वाकर्षण विसंगति है। चट्टानों की विभिन्न सामग्री संरचना और घनत्व इन विसंगतियों का कारण बनते हैं। लेकिन अन्य कारण भी संभव हैं. उन्हें समझाया जा सकता है अगली प्रक्रिया- भारी ऊपरी मेंटल पर ठोस और अपेक्षाकृत हल्की पृथ्वी की पपड़ी का संतुलन, जहां ऊपर की परतों का दबाव बराबर होता है। ये धाराएं टेक्टोनिक विकृतियों, लिथोस्फेरिक प्लेटों की गति का कारण बनती हैं और इस तरह पृथ्वी की व्यापक राहत का निर्माण करती हैं। गुरुत्वाकर्षण पृथ्वी पर वायुमंडल, जलमंडल, लोगों, जानवरों को रखता है। भौगोलिक आवरण में प्रक्रियाओं का अध्ययन करते समय गुरुत्वाकर्षण को ध्यान में रखा जाना चाहिए। शब्द " गुरूत्वानुवर्तन"पौधों के अंगों की वृद्धि गतियाँ हैं, जो गुरुत्वाकर्षण बल के प्रभाव में, हमेशा पृथ्वी की सतह के लंबवत प्राथमिक जड़ के विकास की ऊर्ध्वाधर दिशा सुनिश्चित करती हैं। गुरुत्वाकर्षण जीव विज्ञान पौधों को प्रायोगिक विषयों के रूप में उपयोग करता है।

यदि गुरुत्वाकर्षण को ध्यान में नहीं रखा जाता है, तो रॉकेट और अंतरिक्ष यान लॉन्च करने के लिए प्रारंभिक डेटा की गणना करना, अयस्क भंडार की गुरुत्वाकर्षण संबंधी खोज करना असंभव है, और अंत में, खगोल विज्ञान, भौतिकी और अन्य विज्ञानों का आगे विकास असंभव है।

ये वैश्विक मॉडल - जैसे अंतर्राष्ट्रीय भू-चुंबकीय संदर्भ क्षेत्र (आईजीआरएफ) और विश्व चुंबकीय मॉडल (WMM)- विभिन्न अंतरराष्ट्रीय भूभौतिकीय संगठनों द्वारा बनाए गए हैं, और हर 5 साल में गॉस गुणांक के अद्यतन सेट अनुमोदित और प्रकाशित किए जाते हैं, जो भू-चुंबकीय क्षेत्र की स्थिति और उसके मापदंडों पर सभी डेटा निर्धारित करते हैं। तो, WMM2015 मॉडल के अनुसार, उत्तरी भू-चुंबकीय ध्रुव (अनिवार्य रूप से यह दक्षिणी ध्रुवचुंबक) का निर्देशांक 80.37° N है। डब्ल्यू और 72.62° डब्ल्यू. डी., दक्षिणी भू-चुंबकीय ध्रुव - 80.37° दक्षिण। अक्षांश, 107.38° पूर्व। डी., पृथ्वी के घूर्णन अक्ष के सापेक्ष द्विध्रुव अक्ष का झुकाव 9.63° है।

विश्व विसंगति क्षेत्र

पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र की वास्तविक क्षेत्र रेखाएं, हालांकि औसतन द्विध्रुवीय क्षेत्र रेखाओं के करीब होती हैं, सतह के नजदीक स्थित क्रस्ट में चुंबकीय चट्टानों की उपस्थिति से जुड़ी स्थानीय अनियमितताओं में उनसे भिन्न होती हैं। इस वजह से, पृथ्वी की सतह पर कुछ स्थानों पर, क्षेत्र पैरामीटर आस-पास के क्षेत्रों के मूल्यों से काफी भिन्न होते हैं, जिससे तथाकथित चुंबकीय विसंगतियाँ बनती हैं। यदि उन्हें उत्पन्न करने वाले चुंबकीय पिंड अलग-अलग गहराई पर हों तो वे एक-दूसरे को ओवरलैप कर सकते हैं।

बाहरी कोशों के विस्तारित स्थानीय क्षेत्रों के चुंबकीय क्षेत्रों का अस्तित्व इस तथ्य की ओर ले जाता है असली चुंबकीय ध्रुव- अंक (या बल्कि, छोटे क्षेत्र), जिसमें चुंबकीय क्षेत्र रेखाएं बिल्कुल लंबवत होती हैं, भू-चुंबकीय रेखाओं से मेल नहीं खाती हैं, और वे पृथ्वी की सतह पर नहीं, बल्कि उसके नीचे स्थित होती हैं। किसी निश्चित समय पर चुंबकीय ध्रुवों के निर्देशांक की गणना भी ढांचे के भीतर की जाती है विभिन्न मॉडलपुनरावृत्तीय विधि का उपयोग करके गाऊसी श्रृंखला में सभी गुणांक ज्ञात करके भू-चुंबकीय क्षेत्र। इस प्रकार, वर्तमान WMM मॉडल के अनुसार, 2015 में उत्तरी चुंबकीय ध्रुव 86° N पर स्थित था। अक्षांश, 159°डब्ल्यू. लंबा है, और दक्षिणी एक - 64° एस. अक्षांश, 137° पूर्व। वर्तमान IGRF12 मॉडल के मान थोड़े भिन्न हैं: 86.3° N. अक्षांश, 160°W. लम्बाई, उत्तरी ध्रुव के लिए, 64.3° दक्षिण। अक्षांश, दक्षिणी के लिए 136.6° पूर्व।

क्रमश, चुंबकीय अक्ष- चुंबकीय ध्रुवों से गुजरने वाली एक सीधी रेखा पृथ्वी के केंद्र से नहीं गुजरती है और इसका व्यास नहीं है।

सभी ध्रुवों की स्थिति लगातार बदल रही है - भू-चुंबकीय ध्रुव लगभग 1200 वर्षों की अवधि के साथ भौगोलिक ध्रुव के सापेक्ष आगे बढ़ता है।

बाहरी चुंबकीय क्षेत्र

यह पृथ्वी की सतह के बाहर उसके वायुमंडल में स्थित वर्तमान प्रणालियों के रूप में स्रोतों द्वारा निर्धारित होता है। वायुमंडल के ऊपरी भाग (100 किमी और ऊपर) में - आयनमंडल - इसके अणु आयनित होते हैं, जिससे प्लाज्मा बनता है, इसलिए पृथ्वी के मैग्नेटोस्फीयर का यह हिस्सा, इसकी त्रिज्या के तीन तक की दूरी तक फैला हुआ है, कहा जाता है प्लाज़्मास्फेयर. प्लाज्मा पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र द्वारा धारण किया जाता है, लेकिन इसकी स्थिति सौर हवा - सौर कोरोना के प्लाज्मा प्रवाह के साथ इसकी बातचीत से निर्धारित होती है।

इस प्रकार, पृथ्वी की सतह से अधिक दूरी पर, चुंबकीय क्षेत्र असममित है, क्योंकि यह सौर हवा के प्रभाव में विकृत हो जाता है: सूर्य की ओर से यह संकुचित होता है, और सूर्य की दिशा में यह " निशान” जो चंद्रमा की कक्षा से परे, सैकड़ों हजारों किलोमीटर तक फैला हुआ है। यह अजीब "पूंछ" आकार तब होता है जब सौर हवा और सौर कणिका प्रवाह का प्लाज्मा पृथ्वी की सतह के चारों ओर बहता है। मैग्नेटोस्फीयर- निकट-पृथ्वी अंतरिक्ष का एक क्षेत्र, जो अभी भी पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र द्वारा नियंत्रित होता है, न कि सूर्य और अन्य अंतरग्रहीय स्रोतों द्वारा; यह अंतरग्रहीय अंतरिक्ष से अलग हो गया है मैग्नेटोपॉज़, जहां सौर हवा का गतिशील दबाव उसके अपने चुंबकीय क्षेत्र के दबाव से संतुलित होता है। मैग्नेटोस्फीयर का उपसौर बिंदु औसतन 10 की दूरी पर है पृथ्वी त्रिज्या*आर⊕ ; कमजोर सौर हवा के साथ, यह दूरी 15-20 R⊕ तक पहुंच जाती है, और पृथ्वी पर चुंबकीय गड़बड़ी की अवधि के दौरान, मैग्नेटोपॉज़ भूस्थैतिक कक्षा (6.6 R⊕) से आगे जा सकता है। रात की ओर लम्बी पूँछ का व्यास लगभग 40 R⊕ और लंबाई 900 R⊕ से अधिक होती है; लगभग 8 R⊕ की दूरी से शुरू करके, इसे एक सपाट तटस्थ परत द्वारा भागों में विभाजित किया जाता है जिसमें क्षेत्र प्रेरण शून्य के करीब होता है।

प्रेरण रेखाओं के विशिष्ट विन्यास के कारण, भू-चुंबकीय क्षेत्र आवेशित कणों - प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉनों के लिए एक चुंबकीय जाल बनाता है। यह उनमें से एक बड़ी संख्या को पकड़ता है और रखता है, इसलिए मैग्नेटोस्फीयर आवेशित कणों का एक प्रकार का भंडार है। विभिन्न अनुमानों के अनुसार उनका कुल द्रव्यमान 1 किलोग्राम से 10 किलोग्राम तक होता है। वे तथाकथित बनाते हैं विकिरण बेल्ट, ध्रुवीय क्षेत्रों को छोड़कर, पृथ्वी को सभी तरफ से कवर करता है। इसे परंपरागत रूप से दो भागों में विभाजित किया गया है - आंतरिक और बाहरी। आंतरिक बेल्ट की निचली सीमा लगभग 500 किमी की ऊंचाई पर है, इसकी मोटाई कई हजार किलोमीटर है। बाहरी बेल्ट 10-15 हजार किमी की ऊंचाई पर स्थित है। विकिरण बेल्ट के कण, लोरेंत्ज़ बल के प्रभाव में, उत्तरी गोलार्ध से दक्षिणी गोलार्ध और पीछे तक जटिल आवधिक गति करते हैं, साथ ही साथ पृथ्वी के चारों ओर अज़ीमुथ में धीरे-धीरे घूमते हैं। ऊर्जा के आधार पर, वे कई मिनटों से लेकर एक दिन तक के समय में पृथ्वी के चारों ओर एक पूर्ण चक्कर लगाते हैं।

मैग्नेटोस्फीयर ब्रह्मांडीय कणों की धाराओं को पृथ्वी के पास आने की अनुमति नहीं देता है। हालाँकि, इसकी पूंछ में, पृथ्वी से काफी दूरी पर, भू-चुंबकीय क्षेत्र की तीव्रता, और इसलिए इसके सुरक्षात्मक गुण कमजोर हो जाते हैं, और सौर प्लाज्मा के कुछ कण मैग्नेटोस्फीयर और विकिरण बेल्ट के चुंबकीय जाल के अंदर जाने में सक्षम होते हैं। इस प्रकार पूंछ अवक्षेपित कणों की धाराओं के निर्माण के लिए एक स्थल के रूप में कार्य करती है, जिससे अरोरा और अरोरल धाराएँ उत्पन्न होती हैं। ध्रुवीय क्षेत्रों में, सौर प्लाज्मा प्रवाह का एक हिस्सा पृथ्वी के विकिरण बेल्ट से वायुमंडल की ऊपरी परतों पर आक्रमण करता है और, ऑक्सीजन और नाइट्रोजन अणुओं से टकराकर, उन्हें उत्तेजित या आयनित करता है, और जब वे एक अउत्तेजित अवस्था में लौटते हैं, तो ऑक्सीजन परमाणु फोटॉन उत्सर्जित करते हैं λ = 0.56 μm और λ = 0.63 µm के साथ, जबकि आयनित नाइट्रोजन अणु, पुनर्संयोजन करते समय, स्पेक्ट्रम के नीले और बैंगनी बैंड को उजागर करते हैं। साथ ही, चुंबकीय तूफानों के दौरान औरोरस भी देखे जाते हैं, जो विशेष रूप से गतिशील और चमकीले होते हैं। वे सौर गतिविधि में वृद्धि के साथ सौर हवा के घनत्व और गति में वृद्धि के कारण मैग्नेटोस्फीयर में गड़बड़ी के दौरान होते हैं।

फ़ील्ड विकल्प

पृथ्वी के क्षेत्र के चुंबकीय प्रेरण की रेखाओं की स्थिति का एक दृश्य प्रतिनिधित्व एक चुंबकीय सुई द्वारा दिया जाता है, जिसे इस तरह से तय किया जाता है कि यह ऊर्ध्वाधर और क्षैतिज दोनों अक्षों के चारों ओर स्वतंत्र रूप से घूम सके (उदाहरण के लिए, एक जिम्बल निलंबन में) - पृथ्वी की सतह के निकट प्रत्येक बिंदु पर यह इन रेखाओं के साथ एक निश्चित तरीके से स्थापित होता है।

चूंकि चुंबकीय और भौगोलिक ध्रुव मेल नहीं खाते, इसलिए चुंबकीय सुई उत्तर से दक्षिण की दिशा को लगभग लगभग ही इंगित करती है। वह ऊर्ध्वाधर तल जिसमें चुंबकीय सुई स्थापित की जाती है, किसी स्थान के चुंबकीय याम्योत्तर का तल कहलाता है, और वह रेखा जिसके अनुदिश यह तल पृथ्वी की सतह को काटता है, कहलाती है चुंबकीय मेरिडियन. इस प्रकार, चुंबकीय मेरिडियन पृथ्वी की सतह पर चुंबकीय क्षेत्र रेखाओं के प्रक्षेपण हैं, जो उत्तर और दक्षिण चुंबकीय ध्रुवों पर एकत्रित होते हैं। चुंबकीय और भौगोलिक याम्योत्तर की दिशाओं के बीच के कोण को कहा जाता है चुंबकीय झुकाव. यह पश्चिमी (अक्सर "-" द्वारा इंगित) या पूर्वी ("+" द्वारा इंगित) हो सकता है, यह इस पर निर्भर करता है कि चुंबकीय सुई का उत्तरी ध्रुव भौगोलिक मेरिडियन के ऊर्ध्वाधर विमान से पश्चिम या पूर्व की ओर विचलित होता है या नहीं।

इसके अलावा, पृथ्वी की चुंबकीय क्षेत्र रेखाएं, सामान्यतया, इसकी सतह के समानांतर नहीं हैं। इसका मतलब यह है कि पृथ्वी के क्षेत्र का चुंबकीय प्रेरण किसी दिए गए स्थान के क्षितिज तल में नहीं होता है, बल्कि इस तल के साथ एक निश्चित कोण बनाता है - इसे कहा जाता है चुंबकीय झुकाव. यह केवल बिंदुओं पर शून्य के करीब है चुंबकीय भूमध्य रेखा- वृत्त महान वृत्तएक ऐसे तल में जो चुंबकीय अक्ष के लंबवत है।

चुंबकीय झुकाव और चुंबकीय झुकाव प्रत्येक विशिष्ट स्थान पर पृथ्वी के क्षेत्र के चुंबकीय प्रेरण की दिशा निर्धारित करते हैं। और इस मात्रा का संख्यात्मक मान झुकाव और चुंबकीय प्रेरण वेक्टर के अनुमानों में से एक को जानकर पाया जा सकता है बी (\displaystyle \mathbf (बी) )- लंबवत या क्षैतिज अक्ष(बाद वाला व्यवहार में अधिक सुविधाजनक साबित होता है)। इस प्रकार, ये तीन पैरामीटर चुंबकीय झुकाव, झुकाव और चुंबकीय प्रेरण वेक्टर बी (या चुंबकीय क्षेत्र शक्ति वेक्टर) का परिमाण हैं एच (\displaystyle \mathbf (एच) )) - किसी दिए गए स्थान में भू-चुंबकीय क्षेत्र को पूरी तरह से चित्रित करें। पृथ्वी पर अधिकतम संभव संख्या में बिंदुओं के लिए उनका सटीक ज्ञान अत्यंत है महत्वपूर्ण. जिस पर विशेष चुंबकीय कार्ड बनाये जाते हैं आइसोगोन्स(समान झुकाव की रेखाएं) और समद्विबाहु(समान झुकाव वाली रेखाएं) कम्पास का उपयोग करके अभिविन्यास के लिए आवश्यक हैं।

औसतन, पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र की तीव्रता 25,000 से 65,000 nT (0.25 - 0.65 G) तक होती है और यह भौगोलिक स्थिति पर अत्यधिक निर्भर है। यह लगभग 0.5 (40/) की औसत क्षेत्र शक्ति से मेल खाता है। चुंबकीय भूमध्य रेखा पर इसका मान लगभग 0.34 है, चुंबकीय ध्रुवों पर - लगभग 0.66 Oe। कुछ क्षेत्रों (चुंबकीय विसंगतियों) में, तीव्रता तेजी से बढ़ जाती है: कुर्स्क चुंबकीय विसंगति के क्षेत्र में यह 2 Oe तक पहुँच जाती है।

पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र की प्रकृति

पहली बार, जे. लारमोर ने 1919 में डायनेमो की अवधारणा का प्रस्ताव करते हुए पृथ्वी और सूर्य के चुंबकीय क्षेत्रों के अस्तित्व को समझाने की कोशिश की, जिसके अनुसार एक खगोलीय पिंड के चुंबकीय क्षेत्र का रखरखाव प्रभाव में होता है विद्युत प्रवाहित माध्यम के हाइड्रोडायनामिक आंदोलन का। हालाँकि, 1934 में टी. काउलिंगहाइड्रोडायनामिक डायनेमो तंत्र के माध्यम से एक अक्षमितीय चुंबकीय क्षेत्र को बनाए रखने की असंभवता के बारे में प्रमेय को सिद्ध किया। और चूँकि उनमें से अधिकांश ने अध्ययन किया खगोलीय पिंड(और विशेष रूप से पृथ्वी) को अक्षीय रूप से सममित माना जाता था, इसके आधार पर यह अनुमान लगाना संभव था कि उनका क्षेत्र भी अक्षीय रूप से सममित होगा, और फिर इस सिद्धांत के अनुसार इसकी उत्पत्ति इस प्रमेय के अनुसार असंभव होगी। बाद में यह दिखाया गया कि चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करने की प्रक्रिया का वर्णन करने वाले अक्षीय समरूपता वाले सभी समीकरणों में अक्षीय सममित समाधान नहीं होगा, और 1950 के दशक में। असममित समाधान खोजे गए हैं।

तब से, डायनेमो सिद्धांत सफलतापूर्वक विकसित हो रहा है, और आज पृथ्वी और अन्य ग्रहों के चुंबकीय क्षेत्र की उत्पत्ति के लिए आम तौर पर स्वीकृत सबसे संभावित स्पष्टीकरण एक कंडक्टर में विद्युत प्रवाह की पीढ़ी पर आधारित एक स्व-रोमांचक डायनेमो तंत्र है। क्योंकि यह इन धाराओं द्वारा उत्पन्न और प्रवर्धित चुंबकीय क्षेत्र में चलता है। आवश्यक शर्तेंपृथ्वी के कोर में निर्मित होते हैं: तरल बाहरी कोर में, जिसमें लगभग 4-6 हजार केल्विन के तापमान पर मुख्य रूप से लोहा होता है, जो पूरी तरह से वर्तमान का संचालन करता है, संवहन प्रवाह बनाए जाते हैं जो ठोस आंतरिक कोर से गर्मी को हटाते हैं (के कारण उत्पन्न होता है) रेडियोधर्मी तत्वों का क्षय या ग्रह के धीरे-धीरे ठंडा होने पर आंतरिक और बाहरी कोर के बीच की सीमा पर पदार्थ के जमने के दौरान गुप्त गर्मी का निकलना)। कोरिओलिस बल इन प्रवाहों को विशिष्ट सर्पिलों में मोड़ देते हैं, जिससे तथाकथित का निर्माण होता है टेलर स्तंभ. परतों के घर्षण के कारण वे प्राप्त हो जाते हैं बिजली का आवेश, लूप धाराएँ बनाना। इस प्रकार, फैराडे डिस्क की तरह, (शुरुआत में मौजूद, हालांकि बहुत कमजोर) चुंबकीय क्षेत्र में चलने वाले कंडक्टरों में एक संचालन सर्किट के साथ घूमते हुए धाराओं की एक प्रणाली बनाई जाती है। यह एक चुंबकीय क्षेत्र बनाता है, जो एक अनुकूल प्रवाह ज्यामिति के साथ, प्रारंभिक क्षेत्र को बढ़ाता है, और यह, बदले में, वर्तमान को बढ़ाता है, और प्रवर्धन प्रक्रिया तब तक जारी रहती है जब तक कि जूल गर्मी का नुकसान, बढ़ती धारा के साथ बढ़ता हुआ, ऊर्जा के प्रवाह को संतुलित नहीं करता हाइड्रोडायनामिक गतिविधियों से आ रहा है।

इस प्रक्रिया को गणितीय रूप से वर्णित किया गया है अंतर समीकरण

∂ B ∂ t = η ∇ 2 B + ∇ × (u × B) (\displaystyle (\frac (\आंशिक \mathbf (B) )(\आंशिक t))=\eta \mathbf (\nabla ) ^(2 )\mathbf (बी) +\mathbf (\nabla ) \times (\mathbf (u) \times \mathbf (B))),

कहाँ यू- द्रव प्रवाह की गति, बी- चुंबकीय प्रेरण, η = 1/μσ - चुंबकीय चिपचिपाहट, σ तरल की विद्युत चालकता है, और μ चुंबकीय पारगम्यता है, जो व्यावहारिक रूप से इस तरह भिन्न नहीं होती है उच्च तापमानμ 0 से कोर - वैक्यूम पारगम्यता।

हालाँकि, संपूर्ण विवरण के लिए मैग्नेटोहाइड्रोडायनामिक समीकरणों की एक प्रणाली लिखना आवश्यक है। बाउसिनस्क सन्निकटन में (जिसमें आर्किमिडीज़ बल को छोड़कर, तरल की सभी भौतिक विशेषताओं को स्थिर माना जाता है, जिसकी गणना तापमान अंतर के कारण घनत्व में परिवर्तन को ध्यान में रखती है) यह है:

• नेवियर-स्टोक्स समीकरण, जिसमें घूर्णन और चुंबकीय क्षेत्र के संयुक्त प्रभाव को व्यक्त करने वाले शब्द शामिल हैं:

ρ 0 (∂ u ∂ t + u ⋅ ∇ u) = − ∇ P + ρ 0 ν ∇ 2 u + ρ g ¯ − 2 ρ 0 Ω × u + J × B (\displaystyle \rho _(0)\left ((\frac (\आंशिक \mathbf (u) )(\आंशिक t))+\mathbf (u) \cdot \mathbf (\nabla ) \mathbf (u) \right)=-\nabla \mathbf (P) +\rho _(0)\nu \mathbf (\nabla ) ^(2)\mathbf (u) +\rho (\bar (\mathbf (g) ))-2\rho _(0)\mathbf (\ ओमेगा ) \times \mathbf (u) +\mathbf (J) \times \mathbf (B) ).

• ऊर्जा के संरक्षण के नियम को व्यक्त करने वाला तापीय चालकता समीकरण:

∂ T ∂ t + u ⋅ ∇ T = κ ∇ 2 T + ϵ (\displaystyle (\frac (\आंशिक T)(\आंशिक t))+\mathbf (u) \cdot \mathbf (\nabla ) T=\ कप्पा \mathbf (\nabla ) ^(2)T+\epsilon ),

इस संबंध में 1995 में जापान और संयुक्त राज्य अमेरिका के समूहों द्वारा एक सफलता हासिल की गई थी। इस क्षण से शुरू होकर, कई संख्यात्मक मॉडलिंग कार्यों के परिणाम व्युत्क्रम सहित गतिशीलता में भू-चुंबकीय क्षेत्र की गुणात्मक विशेषताओं को संतोषजनक ढंग से पुन: पेश करते हैं।

पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र में परिवर्तन

इसकी पुष्टि क्यूप्स (उत्तर और दक्षिण में मैग्नेटोस्फीयर में ध्रुवीय अंतराल) के उद्घाटन कोण में वर्तमान वृद्धि से होती है, जो 1990 के दशक के मध्य तक 45° तक पहुंच गया था। सौर हवा, अंतरग्रहीय अंतरिक्ष और ब्रह्मांडीय किरणों से विकिरण सामग्री विस्तृत अंतराल में चली गई, जिसके परिणामस्वरूप अधिक पदार्थ और ऊर्जा ध्रुवीय क्षेत्रों में प्रवेश करती है, जिससे ध्रुवीय टोपी का अतिरिक्त ताप हो सकता है [ ] .

भू-चुंबकीय निर्देशांक (मैक्लिवेन निर्देशांक)

कॉस्मिक किरण भौतिकी भू-चुंबकीय क्षेत्र में विशिष्ट निर्देशांक का व्यापक रूप से उपयोग करती है, जिसका नाम वैज्ञानिक कार्ल मैकलवेन के नाम पर रखा गया है ( कार्ल मैक्लिवेन), उनके उपयोग का प्रस्ताव देने वाले पहले व्यक्ति कौन थे, क्योंकि वे चुंबकीय क्षेत्र में कण गति के अपरिवर्तनीयों पर आधारित हैं। द्विध्रुव क्षेत्र में एक बिंदु को दो निर्देशांक (एल, बी) द्वारा चित्रित किया जाता है, जहां एल तथाकथित चुंबकीय खोल या मैकलवेन पैरामीटर है। एल-शेल, एल-वैल्यू, मैकलवेन एल-पैरामीटर), बी - चुंबकीय क्षेत्र प्रेरण (आमतौर पर जी में)। चुंबकीय शेल का पैरामीटर आमतौर पर मान L के रूप में लिया जाता है, जो भू-चुंबकीय भूमध्य रेखा के तल में पृथ्वी के केंद्र से पृथ्वी की त्रिज्या तक वास्तविक चुंबकीय शेल की औसत दूरी के अनुपात के बराबर है। .

अनुसंधान का इतिहास

कुछ हज़ार साल पहले में प्राचीन चीनयह ज्ञात था कि चुम्बकीय वस्तुएँ एक निश्चित दिशा में स्थित होती हैं, विशेष रूप से, कम्पास सुई हमेशा अंतरिक्ष में एक निश्चित स्थान पर रहती है। इसके लिए धन्यवाद, मानवता लंबे समय से तटों से दूर खुले समुद्र में नेविगेट करने के लिए ऐसे तीर (कम्पास) का उपयोग करने में सक्षम है। हालाँकि, कोलंबस की यूरोप से अमेरिका की यात्रा (1492) से पहले, किसी ने भी इस घटना के अध्ययन पर विशेष ध्यान नहीं दिया, क्योंकि उस समय के वैज्ञानिकों का मानना ​​था कि यह उत्तरी तारे द्वारा सुई के आकर्षण के परिणामस्वरूप घटित होता है। यूरोप और इसे धोने वाले समुद्रों में, उस समय कम्पास लगभग भौगोलिक मध्याह्न रेखा के साथ स्थापित किया गया था। अटलांटिक महासागर को पार करते समय, कोलंबस ने देखा कि यूरोप और अमेरिका के बीच लगभग आधे रास्ते में, कम्पास सुई पश्चिम की ओर लगभग 12° घूम गई थी। इस तथ्य ने तुरंत नॉर्थ स्टार द्वारा सुई के आकर्षण के बारे में पिछली परिकल्पना की शुद्धता पर संदेह पैदा कर दिया और फिर से गंभीर अध्ययन को प्रोत्साहन दिया। खुली घटना: नाविकों को पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र के बारे में जानकारी की आवश्यकता थी। इस क्षण से, स्थलीय चुंबकत्व का विज्ञान शुरू हुआ, चुंबकीय झुकाव का व्यापक माप शुरू हुआ, यानी भौगोलिक मेरिडियन और चुंबकीय सुई की धुरी के बीच का कोण, यानी चुंबकीय मेरिडियन। 1544 में एक जर्मन वैज्ञानिक जॉर्ज हार्टमैनएक नई घटना की खोज की: चुंबकीय सुई न केवल भौगोलिक मेरिडियन से विचलित होती है, बल्कि, गुरुत्वाकर्षण के केंद्र से निलंबित होने के कारण, क्षैतिज तल पर एक निश्चित कोण पर खड़ी होती है, जिसे चुंबकीय झुकाव कहा जाता है।

उसी क्षण से, वैज्ञानिकों ने विक्षेपण की घटना का अध्ययन करने के साथ-साथ चुंबकीय सुई के झुकाव का भी अध्ययन करना शुरू कर दिया। जोस डे अकोस्टा (में से एक) भूभौतिकी के संस्थापक, हम्बोल्ट के अनुसार) उसके में कहानियों(1590) पहली बार चुंबकीय झुकाव के बिना चार रेखाओं का सिद्धांत सामने आया। उन्होंने कम्पास के उपयोग, विक्षेपण के कोण, चुंबकीय ध्रुव और उत्तरी ध्रुव के बीच अंतर और एक बिंदु से दूसरे बिंदु तक विक्षेपण की भिन्नता का वर्णन किया, शून्य विक्षेपण वाले स्थानों की पहचान की, जैसे कि अज़ोरेस।

अवलोकनों के परिणामस्वरूप, यह पाया गया कि पृथ्वी की सतह पर विभिन्न बिंदुओं पर झुकाव और झुकाव दोनों के अलग-अलग मूल्य हैं। इसके अलावा, एक बिंदु से दूसरे बिंदु पर उनके परिवर्तन कुछ जटिल पैटर्न के अधीन होते हैं। उनके शोध ने इंग्लैंड की महारानी एलिजाबेथ के दरबारी चिकित्सक और प्राकृतिक दार्शनिक विलियम गिल्बर्ट को 1600 में अपनी पुस्तक "डी मैग्नेटे" में यह परिकल्पना पेश करने की अनुमति दी कि पृथ्वी एक चुंबक है, जिसके ध्रुव भौगोलिक ध्रुवों से मेल खाते हैं। दूसरे शब्दों में, डब्ल्यू. गिल्बर्ट का मानना ​​था कि पृथ्वी का क्षेत्र चुंबकीय क्षेत्र के क्षेत्र के समान है। डब्ल्यू. गिल्बर्ट ने अपने कथन को हमारे ग्रह के एक मॉडल के साथ एक प्रयोग पर आधारित किया, जो एक चुंबकीय लोहे की गेंद और एक छोटा लोहे का तीर है। गिल्बर्ट का मानना ​​था कि उनकी परिकल्पना के पक्ष में मुख्य तर्क यह था कि ऐसे मॉडल पर मापा गया चुंबकीय झुकाव पृथ्वी की सतह पर देखे गए झुकाव के लगभग समान था। गिल्बर्ट ने चुंबकीय सुई पर महाद्वीपों के विक्षेपण प्रभाव द्वारा पृथ्वी की गिरावट और मॉडल की गिरावट के बीच विसंगति को समझाया। हालाँकि बाद में स्थापित कई तथ्य हिल्बर्ट की परिकल्पना से मेल नहीं खाते थे, फिर भी इसने आज तक अपना महत्व नहीं खोया है। गिल्बर्ट का मुख्य विचार कि पृथ्वी के अंदर स्थलीय चुंबकत्व का कारण खोजा जाना चाहिए, सही निकला, साथ ही तथ्य यह है कि, पहले अनुमान के अनुसार, पृथ्वी वास्तव में एक बड़ा चुंबक है, जो एक समान रूप से चुंबकीय गेंद है।

1634 में, एक अंग्रेज़ खगोलशास्त्री हेनरी गेलिब्रांड?!पाया गया कि लंदन में चुंबकीय झुकाव समय के साथ बदलता रहता है। यह धर्मनिरपेक्ष विविधताओं का पहला दर्ज प्रमाण था - भू-चुंबकीय क्षेत्र के घटकों के औसत वार्षिक मूल्यों में नियमित (वर्ष-दर-वर्ष) परिवर्तन।

झुकाव और झुकाव के कोण पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र की शक्ति की अंतरिक्ष में दिशा निर्धारित करते हैं, लेकिन इसका संख्यात्मक मान नहीं दे सकते। 18वीं सदी के अंत तक. तीव्रता का माप इस कारण से नहीं किया गया क्योंकि चुंबकीय क्षेत्र और चुंबकीय पिंडों के बीच परस्पर क्रिया के नियम ज्ञात नहीं थे। उसके बाद ही 1785-1789 में। फ्रांसीसी भौतिक विज्ञानी चार्ल्स कूलम्ब ने उनके नाम पर एक कानून स्थापित किया और ऐसे मापों की संभावना संभव हो गई। 18वीं शताब्दी के अंत से, झुकाव और झुकाव के अवलोकन के साथ, क्षैतिज घटक का व्यापक अवलोकन शुरू हुआ, जो क्षैतिज विमान पर चुंबकीय क्षेत्र शक्ति वेक्टर का प्रक्षेपण है (झुकाव और झुकाव को जानना संभव है) कुल चुंबकीय क्षेत्र शक्ति वेक्टर के मान की गणना करें)।

पृथ्वी का चुंबकीय क्षेत्र क्या है, यानी पृथ्वी की सतह पर प्रत्येक बिंदु पर इसकी तीव्रता का परिमाण और दिशा क्या है, इस पर पहला सैद्धांतिक काम जर्मन गणितज्ञ कार्ल गॉस का है। 1834 में, उन्होंने निर्देशांक के एक फलन के रूप में तनाव के घटकों के लिए एक गणितीय अभिव्यक्ति दी - अवलोकन स्थल के अक्षांश और देशांतर। इस अभिव्यक्ति का उपयोग करके, पृथ्वी की सतह पर प्रत्येक बिंदु के लिए किसी भी घटक का मान ज्ञात करना संभव है, जिसे पृथ्वी के चुंबकत्व के तत्व कहा जाता है। गॉस द्वारा यह और अन्य कार्य वह नींव बन गए जिस पर इमारत का निर्माण किया गया था आधुनिक विज्ञानस्थलीय चुंबकत्व के बारे में. विशेष रूप से, 1839 में उन्होंने साबित किया कि चुंबकीय क्षेत्र का मुख्य भाग पृथ्वी से बाहर आता है, और इसके मूल्यों में छोटे, छोटे विचलन का कारण बाहरी वातावरण में खोजा जाना चाहिए।

1831 में, अंग्रेजी ध्रुवीय खोजकर्ता जॉन रॉस ने कनाडाई द्वीपसमूह में चुंबकीय उत्तरी ध्रुव की खोज की - वह क्षेत्र जहां चुंबकीय सुई रहती है ऊर्ध्वाधर स्थितिअर्थात् झुकाव 90° है। और 1841 में, जेम्स रॉस (जॉन रॉस के भतीजे) अंटार्कटिका में स्थित पृथ्वी के दूसरे चुंबकीय ध्रुव पर पहुंचे।

यह सभी देखें

• अंतर्चुम्बक (अंग्रेज़ी)

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1. संयुक्त राज्य अमेरिका के वैज्ञानिकों ने पाया है कि पृथ्वी का चुंबकीय क्षेत्र पहले की तुलना में 700 मिलियन वर्ष पुराना है
2. एडवर्ड कोनोनोविच. पृथ्वी का चुंबकीय क्षेत्र (अपरिभाषित) . http://www.krugosvet.ru/. दुनिया भर का विश्वकोश: सार्वभौमिक ऑनलाइन लोकप्रिय विज्ञान विश्वकोश। 2017-04-26 को पुनःप्राप्त.
3. भू-चुम्बकत्व अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न(अंग्रेज़ी) । https://www.ngdc.noaa.gov/ngdc.html. पर्यावरण सूचना के लिए राष्ट्रीय केंद्र (एनसीईआई)। 23 अप्रैल, 2017 को लिया गया.
4. ए. आई. डायचेंको।पृथ्वी के चुंबकीय ध्रुव. - मॉस्को: सतत गणितीय शिक्षा के लिए मॉस्को सेंटर का प्रकाशन गृह, 2003। - 48 पी। - आईएसबीएन 5-94057-080-1.
5. ए. वी. विकुलिन। सातवीं. पृथ्वी का भू-चुंबकीय क्षेत्र और विद्युत चुंबकत्व//पृथ्वी की भौतिकी का परिचय। विश्वविद्यालयों में भूभौतिकीय विशिष्टताओं के लिए पाठ्यपुस्तक.. - कामचटका राज्य प्रकाशन गृह शैक्षणिक विश्वविद्यालय, 2004. - 240 पी। - आईएसबीएन 5-7968-0166-एक्स।