klasa="część1">

Detale:

Planeta Ziemia

© Włodzimierz Kalanow,
strona internetowa"Wiedza to potęga".

Pole magnetyczne Ziemi

Są to procesy niedostępne bezpośredniej obserwacji i badaniom jedynie w początkowej fazie. Ale kiedy te procesy ujawnią się na powierzchni ziemi, kiedy, jak mówią, rozwiną się z pełną siłą, wówczas stają się widoczne i bardzo zauważalne dla każdego, kto znajdzie się w strefie ich działania.

Ale na Ziemi zachodzą także niewidzialne procesy, których ludzie prawie nie odczuwają. Przede wszystkim jest to ziemski magnetyzm. Zjawisko magnetyzmu jest znane ludziom od bardzo dawna. Magnetyzm wziął swoją nazwę od miasta Magnetia w Azji Mniejszej, gdzie odkryto złoża magnetycznej rudy żelaza - „kamienia, który przyciąga żelazo”. Pierwsze pisemne dowody właściwości magnesu znajdujemy w szczególności w wierszu „O naturze rzeczy” Tytusa Lukrecjusza Cary, napisanym w I wieku p.n.e. Lukrecjusz wyjaśnił magnetyzm „prądami magnetycznymi” wypływającymi z „kamienia magnetycznego”.

Ludzie od dawna znaleźli zastosowanie dla właściwości magnesów. Jednym z pierwszych tego typu zastosowań był kompas jako proste urządzenie nawigacyjne. Kompas został wynaleziony w Chinach około tysiąca lat przed naszą erą. W Europie kompas znany jest od XII wieku. Dziś absolutnie nie da się wyobrazić sobie wielu gałęzi przemysłu bez użycia magnesów i elektromagnesów.

Obszar przestrzeni bliskiej Ziemi, w którym wykrywane jest pole magnetyczne Ziemi, nazywany jest magnetosferą. Magnetyzm jest kompleksową, globalną właściwością natury. Stworzenie kompletnej teorii magnetyzmu ziemskiego i słonecznego jest wciąż kwestią przyszłości. Jednak nauka odkryła już wiele rzeczy i dostarcza całkiem przekonujących wyjaśnień niektórych aspektów tak złożonego zjawiska, jak magnetyzm. W szczególności wielu naukowców i zwykłych obywateli jest zaniepokojonych możliwymi konsekwencjami takiego zjawiska, jak stopniowe osłabienie pola magnetycznego Ziemi.

Rzeczywiście, od czasów Carla Gaussa, który jako pierwszy zmierzył siłę pola magnetycznego Ziemi, tj. Od ponad 170 lat ziemskie pole magnetyczne stale słabnie. Jednak pole magnetyczne jest rodzajem tarczy, która osłania Ziemię i całe życie na niej przed niszczycielskim działaniem promieniowania tzw. wiatru słonecznego, tj. elektrony, protony i inne cząstki emitowane przez Słońce. Magnetosfera Ziemi odchyla przepływ tych i innych cząstek lecących z kosmosu w kierunku biegunów, pozbawiając je energii początkowej. Na biegunach Ziemi przepływ tych cząstek kosmicznych jest opóźniony górne warstwy atmosferę, zamieniając się w fantastycznie piękne zjawisko zorzy polarnej.

Gdyby nie było wiatru słonecznego, pole magnetyczne Ziemi byłoby symetryczne względem planety, jak na rysunku 1. Rysunek 2 przedstawia rzeczywistą magnetosferę Ziemi, zdeformowaną przez wiatr słoneczny. Trzecie zdjęcie pokazuje rozbieżność między biegunami magnetycznymi i geograficznymi.

Jeśli nie ma pola magnetycznego

Ale jeśli nie będzie pola magnetycznego lub stanie się ono bardzo słabe, wówczas całe życie na Ziemi znajdzie się pod bezpośrednim wpływem promieniowania słonecznego i kosmicznego. A to, jak można przypuszczać, doprowadzi do uszkodzeń radiacyjnych organizmów żywych, co będzie skutkować ich mutacją w nieokreślonym kierunku lub śmiercią. Na szczęście taka perspektywa jest mało prawdopodobna. Paleomagnetolodzy, tj. ci, którzy badają starożytne pola magnetyczne, byli w stanie ustalić z rozsądnym stopniem pewności, że pole magnetyczne Ziemi stale oscyluje z różne okresy. Po zsumowaniu wszystkich krzywych oscylacji otrzymana krzywa ukształtowała się w sposób zbliżony do sinusoidy o okresie 8 tysięcy lat. Odcinek tej krzywej odpowiadający naszym czasom (początek XXI wieku) znajduje się na zstępującej gałęzi tej krzywej. I ten spadek będzie trwał przez około dwa tysiące lat. Następnie pole magnetyczne zacznie się ponownie wzmacniać. To wzmocnienie pola będzie trwało przez cztery tysiące lat, po czym ponownie nastąpi upadek. Poprzednie maksimum miało miejsce na początku naszej ery. Istotne jest, aby amplituda sinusoidy sumującej była mniejsza niż połowa średniej wartości natężenia pola, tj. wahania te nie mogą zmniejszyć siły pola magnetycznego Ziemi do zera.

Tutaj, na naszej stronie internetowej, ze względu na zwięzłość, nie możemy szczegółowo omówić metodologii badań, która doprowadziła do tak optymistycznych wniosków. Naukowcy wyrażali różne opinie na temat przyczyn wahań pola magnetycznego, jednak nie ma jednoznacznej teorii na ten temat. Dodajmy, że nauka udowodniła istnienie takiego zjawiska jak inwersja, czyli tzw. okresowa wymiana biegunów magnetycznych Ziemi miejscami: biegun północny przesuwa się na miejsce południowe, południe - na miejsce północne. Takie ruchy trwają od 5 do 10 tysięcy lat. W historii naszej planety takie „skoki” biegunów zdarzały się setki razy. Ostatni taki ruch miał miejsce 700 tysięcy lat temu. Nie zidentyfikowano żadnej szczególnej okresowości ani regularności tego zjawiska. Przyczyny tych odwróceń biegunów ukryte są w złożonych interakcjach płynnej części jądra Ziemi z przestrzenią. Paleomagnetolodzy ustalili, że na Ziemi dochodziło także do przemieszczeń biegunów magnetycznych z geograficznych na duże odległości, co jednak kończyło się powrotem biegunów na poprzednie miejsce.

Istnieją sugestie, że podczas odwrócenia biegunów pole magnetyczne Ziemi zanika, a planeta pozostaje przez jakiś czas bez swojego niewidzialnego pancerza ochronnego. Ale założenia te nie znajdują wiarygodnego uzasadnienia naukowego i pozostają niczym więcej niż założeniami.

Niektórzy naukowcy na ogół uważają, że nagłe zmiany w magnetosferze Ziemi nie są niebezpieczne, ponieważ ich zdaniem główną ochroną wszystkich żywych istot przed promieniowaniem kosmicznym nie jest pole magnetyczne, ale atmosfera. Opinię tę podziela w szczególności biolog ewolucyjny profesor B.M. Miednikow. Innymi słowy, problem oddziaływania pola magnetycznego z procesami życia na Ziemi wciąż nie jest do końca jasny, a pracy dla badaczy jest tu jeszcze wystarczająco dużo.

Wpływ pola magnetycznego na organizmy żywe

Od dawna wiadomo, że pola magnetyczne mają negatywny wpływ na organizmy żywe. Eksperymenty na zwierzętach wykazały, że zewnętrzne pole magnetyczne opóźnia ich rozwój, spowalnia wzrost komórek i zmienia skład krwi. Podczas tzw. burz magnetycznych, tj. Przy ostrych wahaniach natężenia pola magnetycznego, chorzy ludzie uzależnieni od pogody doświadczają pogorszenia stanu zdrowia.

Natężenie pola magnetycznego mierzy się w oerstedach (E). Jednostka ta została nazwana na cześć duńskiego fizyka Hansa Oersteda (1777-1851), który odkrył związek pomiędzy zjawiskami elektrycznymi i magnetycznymi.

Ponieważ ludzie mogą być narażeni na działanie pola magnetycznego w pracy i w domu, opracowano dopuszczalne poziomy natężenia pola magnetycznego. Według różnych szacunków za bezpieczne dla człowieka uważa się pole magnetyczne o sile 300-700 oerstedów. Mówiąc ściślej, w produkcji i życiu codziennym na człowieka nie działają pola magnetyczne, ale pola elektromagnetyczne. Faktem jest, że podczas działania dowolnego urządzenia elektrycznego lub radiowego zarówno pole magnetyczne, jak i elektryczne mogą pojawiać się tylko jako jedna całość, co nazywa się polem elektromagnetycznym. Wyjaśnia to powszechna natura zjawisk magnetycznych i elektrycznych.

Należy zaznaczyć, że fizyczna strona procesu oddziaływania pola magnetycznego na organizm ludzki nie jest jeszcze do końca jasna. Pole magnetyczne oddziałuje także na rośliny. Zgodnie z wynikami niektórych eksperymentów okazuje się, że kiełkowanie i wzrost nasion zależą od ich początkowej orientacji względem pola magnetycznego Ziemi. Zmiana zewnętrznego pola magnetycznego może przyspieszyć lub zahamować rozwój roślin. Być może zjawisko to znajdzie w jakiś sposób zastosowanie w praktyce rolniczej.

Zatem wokół nas występują pola magnetyczne generowane przez samą naturę i wytwarzane przez źródła pochodzenia sztucznego – od generatorów prądu przemiennego i transformatorów po kuchenki mikrofalowe i telefony komórkowe.

Siła pola magnetycznego Ziemi

Jaka jest siła pola magnetycznego Ziemi? Nie wszędzie jest tak samo i waha się od 0,24 Oe (w Brazylii) do 0,68 Oe (na Antarktydzie). Uważa się, że średnie natężenie pola geomagnetycznego wynosi 0,5 oersteda. W miejscach występowania dużych złóż materiałów ferromagnetycznych (rud żelaza) powstają anomalie magnetyczne. Anomalia magnetyczna Kurska jest powszechnie znana w Rosji, gdzie natężenie pola wynosi 2 Oe. Dla porównania: natężenie pola magnetycznego Merkurego wynosi 1/500 Oe, Księżyca - 10 -5 Oe, a ośrodka międzygwiazdowego jeszcze mniej - 10 -8 Oe. Jednak natężenie pola magnetycznego plam słonecznych jest ogromne i wynosi 10 3 Oe. Białe karły mają jeszcze silniejsze pola – do 10 7 Oe. Najsilniejsze pola magnetyczne zarejestrowane we Wszechświecie wytwarzają gwiazdy neutronowe i pulsary. Siła pola magnetycznego tych obiektów kosmicznych sięga 10 12 oersted! W warunkach laboratoryjnych możliwe jest osiągnięcie natężenia magnetycznego setki tysięcy razy słabszego i to nawet na czas mierzony w ułamkach sekundy. Eksperci sugerują, że gdyby w warunkach laboratoryjnych można było uzyskać pola magnetyczne o sile porównywalnej do działających gwiazdy neutronowe, wówczas zaszłyby niesamowite przemiany w obiektach wystawionych na działanie tak niewyobrażalnych pól. Na przykład żelazo, którego gęstość wynosi normalne warunki równej 7,87 g/cm3, pod wpływem takich pól zamieniłby się w substancję o gęstości 2700 g/cm3. Kostka takiej substancji o krawędzi 10 cm ważyłaby 2,7 ​​tony, a do jej przeniesienia potrzebny byłby potężny dźwig.

Pole magnetyczne Ziemi.

Główne zagadnienia poruszane na wykładzie:

1. Natura geomagnetyzmu.

2. Elementy pola magnetycznego Ziemi.

3. Struktura pola geomagnetycznego.

4. Magnetosfera i pasy radiacyjne Ziemi.

5. Świeckie zmiany pola geomagnetycznego.

6. Anomalie pola geomagnetycznego.

1. Natura geomagnetyzmu. Magnetyzm ziemski, czyli geomagnetyzm, jest właściwością Ziemi jako ciała niebieskiego, która determinuje istnienie wokół niej pola magnetycznego. Geomagnetologia jest nauką o Ziemi.

Teoria dynama hydromagnetycznego opiera się na ustalonym przez geofizyków fakcie, że na głębokości 2900 km znajduje się „płynne” zewnętrzne jądro Ziemi o dobrym przewodnictwie elektrycznym (106–105 S/m).

Pomysł dynama hydromagnetycznego został po raz pierwszy zaproponowany w 1919 roku przez Larmore'a w Anglii w celu wyjaśnienia magnetyzmu Słońca. W książce Earth's Magnetism (1947) radziecki fizyk Ya. I. Frenkel wyraził pogląd, że konwekcja cieplna w jądrze Ziemi jest właśnie przyczyną aktywacji dynama hydromagnetycznego w jądrze Ziemi.

Główne założenia hipotezy dynama hydromagnetycznego są następujące.

1. Dzięki tzw. efektowi żyromagnetycznemu (od greckiego Gyro – wirowanie, wirowanie) i rotacji Ziemi podczas jej powstawania, może powstać bardzo słabe pole magnetyczne. Efekt żyromagnetyczny to namagnesowanie ciał ferromagnetycznych w wyniku ich obrotu i rotacji w określonych warunkach namagnesowania. Efekt żyromagnetyczny ujawnia związek pomiędzy momentami mechanicznymi i magnetycznymi atomu.

2. Obecność wolnych elektronów w rdzeniu i obrót Ziemi w tak słabym polu magnetycznym doprowadziły do ​​indukcji w rdzeniu prądów wirowych.

3. Indukowane prądy wirowe z kolei wytwarzają (generują) pole magnetyczne, jak to ma miejsce w dynamo. Wzrost pola magnetycznego Ziemi powinien doprowadzić do nowego wzrostu prądów wirowych w jądrze, a ten powinien doprowadzić do wzrostu pola magnetycznego.

4. Proces podobny do regeneracji trwa aż do rozproszenia energii na skutek lepkości rdzenia i jego opór elektryczny nie jest kompensowana przez dodatkową energię prądów wirowych i z innych powodów.

Zatem według Frenkla jądro Ziemi jest rodzajem naturalnego turbogeneratora. Rolę turbiny pełnią w niej przepływy ciepła: unoszą duże masy roztopionego metalu, który ma właściwości cieczy, z głębi rdzenia w górę wzdłuż promienia. Zimniejsze, a przez to cięższe, cząstki górnych warstw opadają. Siła Coriolisa „obraca” je wokół osi Ziemi, tworząc w ten sposób gigantyczne cewki wewnątrz „dynama ziemskiego”. W tych zamkniętych przepływach gorącego metalu, podobnie jak w zwojach drutu w tworniku zwykłego dynama, prąd indukcyjny powinien powstać już dawno temu. Stopniowo namagnesował jądro Ziemi. Początkowe, bardzo słabe pole magnetyczne nasilało się, aż z czasem osiągnęło wartość graniczną. Limit ten został osiągnięty w odległej przeszłości. I chociaż ziemski turbogenerator nadal działa, energia kinetyczna przepływów ciekłego metalu nie jest już zużywana na magnesowanie rdzenia Ziemi, ale jest całkowicie przekształcana w ciepło.

Ziemskie pole magnetyczne istnieje od około 3 miliardów lat, czyli o około 1,5 miliarda lat mniej niż jego wiek. Oznacza to, że nie był on reliktowy i w przypadku braku mechanizmu odtwarzającego nie mógł istnieć przez całą historię geologiczną Ziemi.

2. Elementy pola magnetycznego Ziemi. W każdym punkcie powierzchni Ziemi pole magnetyczne charakteryzuje się wektorem całkowitego natężenia Ht, którego wielkość i kierunek wyznaczają trzy elementy ziemskiego magnetyzmu; składowa pozioma napięcia H, deklinacja magnetyczna D i inklinacja I. Deklinacja magnetyczna to kąt w płaszczyźnie poziomej pomiędzy południkami geograficznymi i magnetycznymi; nachylenie magnetyczne to kąt w płaszczyźnie pionowej pomiędzy płaszczyzną poziomą a kierunkiem pełnego wektora Ht.

Wielkości H, X, Y, Z, D i I nazywane są elementami ziemskiego magnetyzmu, elementy H, X, Y i Z nazywane są składowymi siłowymi ziemskiego pola magnetycznego, a D i I nazywane są kątowymi te.

Całkowity wektor natężenia pola magnetycznego Ziemi Ht, jego składowe siły H, X, Y i Z mają wymiar A/m, deklinację D i inklinację I - stopnie kątowe, minuty i sekundy. Siła pola magnetycznego Ziemi jest stosunkowo niska: całkowity wektor Ht waha się od 52,5 A/m na biegunie do 26,3 A/m na równiku.

Ryż. 5.1 – Elementy magnetyzmu ziemskiego

Wartości bezwzględne pierwiastków magnetyzmu ziemskiego są małe, dlatego do ich pomiaru stosuje się bardzo precyzyjne przyrządy - magnetometry i wariometry magnetyczne; Istnieją wariometry do pomiaru wartości H i wartości Z. Stosowane są ruchome stacje magnetyczne wyposażone w skomplikowane magnetometry optyczno-mechaniczne i kwantowe. Linie łączące punkty na mapie o tym samym deklinacji D nazywane są izogonami, o tym samym nachyleniu I - izoklinami, o tych samych H lub Z - izodynami składowych poziomych lub pionowych wektora napięcia całkowitego Ht i o tych samych X lub Y - izodynony składników północnych lub wschodnich. Wartości pierwiastków magnetyzmu Ziemi stale zmieniają się w czasie, dlatego mapy magnetyczne są aktualizowane co pięć lat.

3. Struktura pola geomagnetycznego. Ziemskie pole magnetyczne ma niejednorodną strukturę. Składa się z dwóch części: pola stałego i zmiennego. Stałe pole jest spowodowane wewnętrznymi źródłami magnetyzmu; Źródłami pola przemiennego są prądy elektryczne w górnych warstwach atmosfery - jonosferze i magnetosferze. Z kolei stałe pole magnetyczne ma charakter niejednorodny i składa się z kilku części. Dlatego ogólnie pole magnetyczne Ziemi składa się z następujących pól:

Нт =Ho+Hm+Ha+Hв+δH, (5.1)

gdzie Нт – natężenie pola magnetycznego Ziemi; Ale czy natężenie pola dipolowego powstaje w wyniku równomiernego namagnesowania globu; Nm – natężenie pola niedipolowego, czyli kontynentalnego, powstałego z przyczyn wewnętrznych, spowodowanych niejednorodnością głębokich warstw Ziemi; Na to anomalne natężenie pola powstające w wyniku różnych namagnesowań górne części skorupa Ziemska; Нв – natężenie pola, którego źródło jest związane z przyczynami zewnętrznymi; δH – natężenie pola zmian magnetycznych wywołanych przyczynami zewnętrznymi.

Suma pól Ho+Hm=NG tworzy główne pole magnetyczne Ziemi. Pole anomalne składa się z dwóch części: pola o charakterze regionalnym Нр i pola o charakterze lokalnym (lokalnym) Нл. Lokalną anomalię można nałożyć na anomalię regionalną i wtedy Ha = Нр+Нл.

Suma pól Ho+Hm+Hb nazywana jest zwykle polem normalnym. Jednakże pole Hb ma bardzo mały udział w ogólnym polu geomagnetycznym Hb. Systematyczne badania pola geomagnetycznego, według obserwatoriów magnetycznych i badań magnetycznych, pokazują, że pole zewnętrzne w stosunku do pola wewnętrznego jest mniejsze niż 1% i dlatego można je pominąć. W tym przypadku pole normalne pokrywa się z głównym polem magnetycznym Ziemi.

Bieguny geomagnetyczne znajdują się w miejscach, w których oś magnetyczna Ziemi przecina powierzchnię Ziemi. Chociaż północny biegun magnetyczny znajduje się na półkuli południowej, a biegun południowy na półkuli północnej, w życiu codziennym nazywane są one przez analogię do biegunów geograficznych.

Z biegiem czasu bieguny magnetyczne zmieniają swoje położenie. Zatem północny biegun magnetyczny przemieszcza się po powierzchni Ziemi o 20,5 m (7,5 km rocznie) a biegun południowy o 30 m (11 km rocznie).

4. Magnetosfera i pasy radiacyjne Ziemi. Ziemskie pole magnetyczne istnieje nie tylko w pobliżu powierzchni Ziemi, ale także na niej długie dystanse z niego, co odkryto za pomocą rakiet kosmicznych i międzyplanetarnych stacji kosmicznych. W odległości 10–14 promieni Ziemi pole geomagnetyczne spotyka się z międzypłytowym polem magnetycznym i polem tzw. wiatru słonecznego. Wiatr słoneczny to wypływ plazmy z korony słonecznej (gazu koronalnego składającego się głównie z wodoru i helu) do przestrzeni międzyplanetarnej. Prędkość cząstek wiatru słonecznego (protonów i elektronów) jest ogromna - około 400 km/s, liczba cząstek (cząsteczek) wynosi kilkadziesiąt na 1 cm 3, temperatura dochodzi do 1,5–2 milionów stopni. Na granicy pola magnetycznego i pola magnetycznego Ziemi natężenie wynosi około (0,4–0,5)·10-2 A/m.

Obszar działania ziemskiego pola magnetycznego nazywany jest magnetosferą, a jego zewnętrzna granica nazywana jest magnetopauzą (ryc. 5.3). Wiatr słoneczny znacząco wpływa na pole geomagnetyczne. Magnetosfera rozciąga się na ogromne odległości: najmniejsza - w kierunku Słońca - osiąga 10-14 promieni Ziemi, największa - po stronie nocnej - około 16 promieni Ziemi. Ogon magnetyczny ma jeszcze większe wymiary (według danych sztucznych satelitów Ziemi - setki promieni Ziemi).

Rysunek 5.3 – Struktura magnetosfery Ziemi: 1 – wiatr słoneczny; 2 – przód amortyzatora; 3 – wnęka magnetyczna; 4 – magnetopauza; 5 - Górna granica polarna szczelina magnetosferyczna; 6 – płaszcz plazmowy; 7 – zewnętrzny pas promieniowania lub plazmosfera; 9 – warstwa neutralna; 10 – warstwa plazmy

Maksimum wewnętrznego pasa protonowego znajduje się w odległości 3,5 promienia Ziemi (22 tys. km). Wewnątrz plazmosfery, w pobliżu powierzchni Ziemi, znajduje się drugi pas promieniowania elektronowego. W pobliżu biegunów pas ten znajduje się w odległości 100 km, ale jego główna część znajduje się w odległości 4,4–10 tys. km od powierzchni planety. Znajdujące się w nim elektrony mają energię od dziesiątek do setek keV. Natężenie przepływu elektronów szacuje się na 109 cząstek na cm 2 /s, czyli o rząd wielkości więcej niż w zewnętrznym pasie elektronowym.

Moc promieniowania w pasach radiacyjnych jest dość duża – kilkaset, a nawet tysiące biologicznych odpowiedników promieni rentgenowskich dziennie. Dlatego statki kosmiczne z astronautami na pokładzie są wystrzeliwane na orbity znajdujące się poniżej tych pasów.

Gdyby nie było magnetosfery, wówczas strumienie wiatru słonecznego i kosmicznego, nie napotykając oporu, pędziłyby na powierzchnię Ziemi i miałyby szkodliwy wpływ na wszystkie istoty żywe, w tym na człowieka.

5. Świeckie zmiany pola geomagnetycznego. Proces zmiany średnich rocznych wartości tego lub innego elementu ziemskiego magnetyzmu na przestrzeni kilku dziesięcioleci i stuleci nazywany jest zmianami świeckimi, a ich zmiana z roku na rok nazywana jest przebiegiem świeckim.

Tak zwany efekt „zamrożenia pola magnetycznego w materiale” pozwala ocenić przeszłość pola geomagnetycznego – jego kierunek i natężenie. Każda skała, każda substancja zawierająca żelazo lub inny pierwiastek ferromagnetyczny znajduje się pod ciągłym wpływem ziemskiego pola magnetycznego. Magnesy elementarne w tym materiale mają tendencję do orientowania się wzdłuż linii pola magnetycznego.

Jeśli materiał zostanie podgrzany, nadejdzie moment, w którym ruch termiczny cząstek stanie się tak energiczny, że zniszczy porządek magnetyczny. Następnie, gdy materiał ostygnie, to począwszy od punktu Curie (punkt Curie to temperatura, poniżej której skały stają się ferromagnetyczne; dla czystego żelaza punkt Curie wynosi 769°C, dla magnetytu - 580°C) przeważa pole magnetyczne nad siłami chaotycznego ruchu. Magnesy elementarne ponownie ustawią się zgodnie z polem magnetycznym i pozostaną w tej pozycji do czasu ponownego nagrzania ciała. Zatem pole geomagnetyczne wydaje się być „zamrożone” w materiale.

Obecnie pole magnetyczne Ziemi zmniejsza się o 2,5% na 100 lat, a za około 4000 lat, jeśli charakter tego spadku się nie zmieni, powinno spaść do zera. Jednak paleomagnetolodzy twierdzą, że tak się nie stanie.

Jeśli dodamy wszystkie krzywe cykliczne z różnymi okresami oscylacji pola magnetycznego Ziemi, otrzymamy tak zwaną „wygładzoną, czyli uśrednioną krzywą”, która całkiem dobrze pokrywa się z sinusoidą mającą okres 8000 lat. Obecnie całkowita wartość oscylacji pola magnetycznego znajduje się na zstępującym odcinku sinusoidy.

Różne czasy trwania okresów oscylacji pola geomagnetycznego można najwyraźniej wytłumaczyć brakiem równowagi w ruchomych częściach dynama hydromagnetycznego i ich różnym przewodnictwem elektrycznym.

Inwersja to miejscowa wymiana biegunów magnetycznych. Podczas nawrotów północny biegun magnetyczny przesuwa się na miejsce południowe, a południe na miejsce północne.

Czasami zamiast inwersji mówi się o „przeskoku” biegunów. Jednak to słowo w odniesieniu do biegunów nie jest do końca odpowiednie, ponieważ bieguny nie poruszają się tak szybko - według niektórych szacunków „skok” trwa 5, a nawet 10 tysięcy lat.

W ciągu ostatnich 600 tysięcy lat ustalono 12 epok odwrócenia pola geomagnetycznego (Gottenborg - 10-12 tysięcy lat, Lachami - 20-24 tysiące lat itp.). Charakterystyczne jest, że znaczące zmiany geologiczne, klimatyczne i biologiczne na planecie zbiegają się z tymi epokami.

6. Anomalie pola geomagnetycznego. Anomalia magnetyczna to odchylenie wartości pierwiastków magnetyzmu ziemskiego od normalne wartości, jakie można by zaobserwować w danym miejscu w przypadku równomiernego namagnesowania Ziemi.

Jeśli w którymkolwiek miejscu zostaną wykryte nagłe zmiany deklinacji i nachylenia magnetycznego, oznacza to, że pod powierzchnią ziemi ukryte są skały zawierające minerały ferromagnetyczne. Należą do nich magnetyt, tytano-magnetyt, hematyt itp. Magnetyt ma największą podatność magnetyczną, dlatego znaczna liczba anomalii wiąże się z jego obecnością w skałach.

W zależności od wielkości anomalie magnetyczne dzielą się na kontynentalne, regionalne i lokalne. Anomalie kontynentalne są konsekwencją obecności potężnych prądów wirowych pod ich środkami. Przyczyną anomalii regionalnych i lokalnych są skały o podwyższonych właściwościach magnetycznych. Skały te, będąc w polu magnetycznym Ziemi, ulegają namagnesowaniu i tworzą dodatkowe pole magnetyczne.

Właściwości magnetyczne są nieodłącznie związane w takim czy innym stopniu ze wszystkimi skałami. Kiedy jakąkolwiek skałę umieszcza się w polu magnetycznym, każdy element jej objętości zostaje namagnesowany. Zdolność substancji do zmiany namagnesowania pod wpływem zewnętrznego pola magnetycznego nazywa się podatnością magnetyczną. W zależności od wartość numeryczna i znak podatności magnetycznej, wszystkie substancje naturalne dzielą się na trzy grupy: diamagnetyczne, paramagnetyczne, ferromagnetyczne. Ponadto dla substancji diamagnetycznych podatność magnetyczna jest ujemna, a dla substancji paramagnetycznych i ferromagnetycznych – dodatnia.

W przypadku substancji diamagnetycznych (kwarc, marmur, grafit, miedź, złoto, srebro, ołów, woda itp.) namagnesowanie jest proporcjonalne do natężenia pola magnetycznego i jest skierowane w jego stronę. Substancje diamagnetyczne powodują osłabienie pola magnetycznego Ziemi i przyczyniają się do powstawania negatywnych anomalii magnetycznych.

W substancjach paramagnetycznych (skałach metamorficznych i magmowych, metalach alkalicznych itp.) namagnesowanie jest również proporcjonalne do natężenia pola magnetycznego, ale w przeciwieństwie do substancji diamagnetycznych ma ten sam kierunek. W substancjach ferromagnetycznych (żelazie, niklu, kobalcie itp.) namagnesowanie jest znacznie większe niż w substancjach dia- i paramagnetycznych, nie jest proporcjonalne do natężenia pola magnetycznego i silnie zależy od temperatury i „prehistorii magnetycznej” substancji .

Główny udział w powstawaniu anomalii pola magnetycznego mają minerały ferromagnetyczne (magnetyt, tytanomagnetyt, ilmenit itp.) oraz zawierające je dumne skały. Ponieważ generalnie podatność magnetyczna skał zmienia się w szerokich granicach (miliony razy), intensywność anomalii pola magnetycznego również zmienia się w szerokich granicach.

Zmienne pole magnetyczne Ziemi.Źródła zmiennego pola magnetycznego znajdują się poza przestrzenią ziemską. Ze swojego pochodzenia są to prądy indukcyjne, które powstają w wysokich warstwach atmosfery (od stu do kilku tysięcy kilometrów). Prądy indukcyjne powstają w wyniku wypływu plazmy – przepływu naładowanych cząstek obu znaków (ciałek) lecących ze Słońca. Wnikając w pole magnetyczne Ziemi, ciałka są przez nie wychwytywane i powodują szereg złożonych zjawisk, takich jak jonizacja atmosfery, zorze polarne, powstawanie pasów radiacyjnych Ziemi itp.

Zmienne pole magnetyczne nakłada się na główne pole magnetyczne Ziemi i powoduje jego różne zmiany w czasie. Część z nich przebiega gładko i według określonego schematu. Są to tak zwane zmiany okresowe (niezakłócone). Inne mają charakter chaotyczny, parametry pola geomagnetycznego (okresy, amplitudy, fazy) w sposób ciągły i gwałtownie zmieniają swoją wartość.

Zmiany dobowo-słoneczne to zmiany elementów magnetyzmu ziemskiego o okresie równym długości dnia słonecznego. Dobowe zmiany elementów ziemskiego magnetyzmu zależą od pory roku i szerokości geograficznej, ponieważ zależą od intensywności promieni ultrafioletowych Słońca, a zatem od położenia Ziemi względem Słońca. Charakterystyczne jest, że fazy oscylacji zarówno pod względem szerokości geograficznej, jak i pory roku pozostają praktycznie niezmienione, zmieniają się głównie amplitudy oscylacji.

Księżycowo-dobowe zmiany elementów magnetyzmu Ziemi są związane z położeniem Księżyca względem horyzontu i są spowodowane wpływem grawitacji Księżyca na ziemską atmosferę. Księżycowo-dobowe zmiany elementów ziemskiego magnetyzmu są niewielkie - stanowią jedynie 10–15% dobowych zmian słonecznych.

Zakłócone oscylacje nieokresowe obejmują burze magnetyczne. Jedną z ich charakterystycznych cech jest nagłość ich pojawienia się. Na tle w miarę spokojnego pola magnetycznego, niemal w tym samym momencie na całym globie, wszystkie elementy ziemskiego magnetyzmu nagle zmieniają swoje wartości, a dalszy przebieg burzy ulega bardzo szybkim i ciągłym zmianom.

Na podstawie intensywności (amplitudy) burze magnetyczne dzieli się zwykle na słabe, umiarkowane i duże. Amplitudy elementów ziemskiego magnetyzmu podczas bardzo dużych burz magnetycznych sięgają kilku stopni dla deklinacji magnetycznej oraz –2–4 A/m lub więcej dla składowej pionowej i poziomej. Intensywność burz wzrasta od niskich do wysokich szerokości geomagnetycznych. Czas trwania burz wynosi zwykle kilka dni. Częstotliwość i siła burz magnetycznych zależy od aktywności Słońca.

W ostatnich latach naukowcy zaczęli czerpać praktyczne korzyści z burz magnetycznych, będąc w stanie wykorzystać je do „sondowania” Ziemi na dużych głębokościach. Metodę badania wnętrza Ziemi za pomocą zaburzeń magnetycznych nazywa się sondowaniem magnetyczno-telurycznym, ponieważ jednocześnie uwzględnia ona zaburzenia magnetyczne i prądy telluryczne (tj. ziemskie) powodowane przez nie na Ziemi. W wyniku sondowania magnetyczno-telurycznego ustalono, że na głębokości 300–400 km przewodność elektryczna Ziemi gwałtownie wzrasta. Aż do tych głębokości Ziemia jest praktycznie izolatorem.

Ziemskie pole magnetyczne jest formacją wytwarzaną przez źródła znajdujące się wewnątrz planety. Jest przedmiotem badań w odpowiedniej sekcji geofizyki. Następnie przyjrzyjmy się bliżej, czym jest pole magnetyczne Ziemi i jak ono powstaje.

informacje ogólne

Niedaleko powierzchni Ziemi, w przybliżeniu w odległości trzech jej promieni, linie siły pola magnetycznego przebiegają wzdłuż układu „dwóch ładunków polarnych”. Znajduje się tu obszar zwany „sferą plazmy”. Wraz z odległością od powierzchni planety wzrasta wpływ przepływu zjonizowanych cząstek z korony słonecznej. Prowadzi to do kompresji magnetosfery od strony Słońca i odwrotnie, pole magnetyczne Ziemi jest rozciągane od przeciwnej, zacienionej strony.

Sfera plazmowa

Kierunkowy ruch naładowanych cząstek w górnych warstwach atmosfery (jonoferze) ma zauważalny wpływ na powierzchniowe pole magnetyczne Ziemi. Lokalizacja tego ostatniego znajduje się sto kilometrów i więcej od powierzchni planety. Ziemskie pole magnetyczne utrzymuje plazmosferę. Jednak jego struktura silnie zależy od aktywności wiatru słonecznego i jego interakcji z warstwą ograniczającą. A częstotliwość burz magnetycznych na naszej planecie zależy od rozbłysków na Słońcu.

Terminologia

Istnieje koncepcja „oś magnetyczna Ziemi”. Jest to linia prosta przechodząca przez odpowiednie bieguny planety. „Równik magnetyczny” to duży okrąg płaszczyzny prostopadłej do tej osi. Znajdujący się na nim wektor ma kierunek zbliżony do poziomego. Średnia siła pola magnetycznego Ziemi jest w znacznym stopniu zależna od położenie geograficzne. Jest to w przybliżeniu równe 0,5 Oe, czyli 40 A/m. Na równiku magnetycznym ten sam wskaźnik wynosi około 0,34 Oe, a w pobliżu biegunów jest bliski 0,66 Oe.W niektórych anomaliach planety, na przykład w obrębie anomalii Kurska, wskaźnik wzrasta i wynosi 2 Oe. Pole linie magnetosfery Ziemi o złożonej strukturze, rzutowane na jej powierzchnię i zbiegające się na jej własnych biegunach, nazywane są „południkami magnetycznymi”.

Charakter występowania. Założenia i domysły

Niedawno założenie o związku pomiędzy powstaniem ziemskiej magnetosfery a przepływem prądu w jądrze ciekłego metalu, położonym w odległości od jednej czwartej do jednej trzeciej promienia naszej planety, zyskało prawo do istnienia. Naukowcy mają także przypuszczenia dotyczące tzw. „prądów tellurycznych” przepływających w pobliżu skorupy ziemskiej. Trzeba powiedzieć, że z biegiem czasu następuje transformacja formacji. W ciągu ostatnich stu osiemdziesięciu lat ziemskie pole magnetyczne zmieniało się kilkakrotnie. Jest to rejestrowane w skorupie oceanicznej, czego dowodem są badania magnetyzacji remanentnej. Porównując obszary po obu stronach grzbietów oceanicznych, określa się czas dywergencji tych obszarów.

Przesunięcie bieguna magnetycznego Ziemi

Położenie tych części planety nie jest stałe. Fakt ich przesiedleń odnotowywany jest od końca XIX wieku. Na półkuli południowej biegun magnetyczny przesunął się w tym czasie o 900 km i znalazł się na Oceanie Indyjskim. Podobne procesy zachodzą w części północnej. Tutaj biegun przesuwa się w stronę anomalii magnetycznej we wschodniej Syberii. W latach 1973–1994 odległość, na jaką przeniesiono tu miejsce, wynosiła 270 km. Te wstępnie obliczone dane zostały później potwierdzone pomiarami. Według najnowszych danych prędkość ruchu bieguna magnetycznego półkuli północnej znacznie wzrosła. Wzrosła z 10 km/rok w latach siedemdziesiątych ubiegłego wieku do 60 km/rok na początku tego stulecia. Jednocześnie siła pola magnetycznego Ziemi maleje nierównomiernie. Tak więc w ciągu ostatnich 22 lat w niektórych miejscach spadła o 1,7%, a gdzieś o 10%, choć są też obszary, w których wręcz przeciwnie, wzrosła. Przyspieszenie przemieszczania się biegunów magnetycznych (o około 3 km rocznie) pozwala przypuszczać, że obserwowany dziś ich ruch nie jest wędrówką, ale kolejną inwersją.

Pośrednio potwierdza to wzrost tzw. „przerw polarnych” na południu i północy magnetosfery. Zjonizowany materiał korony słonecznej i przestrzeni kosmicznej szybko przenika do powstałych rozszerzeń. W rezultacie coraz większa ilość energii gromadzona jest w okołobiegunowych obszarach Ziemi, co samo w sobie jest obarczone dodatkowym nagrzewaniem polarnych czap lodowych.

Współrzędne

W nauce o promieniach kosmicznych wykorzystuje się współrzędne pola geomagnetycznego, nazwane na cześć naukowca McIlwaina. Jako pierwszy zaproponował ich zastosowanie, gdyż opierają się one na zmodyfikowanych wersjach działania naładowanych pierwiastków w polu magnetycznym. Dla punktu używane są dwie współrzędne (L, B). Charakteryzują one powłokę magnetyczną (parametr McIlwaina) oraz indukcję pola L. Ta ostatnia jest parametrem równym stosunkowi średniej odległości kuli od środka planety do jej promienia.

„Nachylenie magnetyczne”

Kilka tysięcy lat temu Chińczycy dokonali niesamowitego odkrycia. Odkryli, że namagnesowane obiekty można ustawić w określonym kierunku. A w połowie XVI wieku niemiecki naukowiec Georg Cartmann dokonał kolejnego odkrycia w tej dziedzinie. Tak pojawiło się pojęcie „nachylenia magnetycznego”. Nazwa ta odnosi się do kąta odchylenia strzałki w górę lub w dół od płaszczyzny poziomej pod wpływem magnetosfery planety.

Z historii badań

W obszarze północnego równika magnetycznego, który różni się od równika geograficznego, północny kraniec przesuwa się w dół, a na południu wręcz przeciwnie, w górę. W 1600 roku angielski lekarz William Gilbert po raz pierwszy poczynił założenia dotyczące obecności ziemskiego pola magnetycznego, które powoduje określone zachowanie obiektów, które wcześniej były namagnesowane. W swojej książce opisał eksperyment z kulą wyposażoną w żelazną strzałę. W wyniku swoich badań doszedł do wniosku, że Ziemia jest dużym magnesem. Eksperymenty przeprowadził także angielski astronom Henry Gellibrant. W wyniku swoich obserwacji doszedł do wniosku, że pole magnetyczne Ziemi podlega powolnym zmianom.

José de Acosta opisał możliwość korzystania z kompasu. Ustalił także, czym różnią się biegun magnetyczny od bieguna północnego słynna Historia(1590) uzasadnił teorię linii bez ugięcia magnetycznego. Znaczący wkład w badanie omawianego zagadnienia wniósł także Krzysztof Kolumb. Był odpowiedzialny za odkrycie zmienności deklinacji magnetycznej. Przekształcenia uzależniamy od zmian współrzędnych geograficznych. Deklinacja magnetyczna to kąt odchylenia igły od kierunku północ-południe. W związku z odkryciem Kolumba zintensyfikowano badania. Informacje o tym, czym jest pole magnetyczne Ziemi, były niezwykle potrzebne nawigatorom. M.V. Łomonosow również pracował nad tym problemem. Do badania magnetyzmu ziemskiego zalecał prowadzenie systematycznych obserwacji z wykorzystaniem stałych punktów (podobnie jak w obserwatoriach). Według Łomonosowa bardzo ważne było również zrobienie tego na morzu. Ten pomysł wielkiego naukowca został zrealizowany w Rosji sześćdziesiąt lat później. Odkrycie bieguna magnetycznego na archipelagu kanadyjskim należy do polarnika Anglika Johna Rossa (1831). A w 1841 roku odkrył kolejny biegun planety, ale na Antarktydzie. Hipotezę dotyczącą pochodzenia ziemskiego pola magnetycznego wysunął Carl Gauss. Wkrótce udowodnił, że jego większość zasilana jest ze źródła znajdującego się wewnątrz planety, jednak przyczyną niewielkich odchyleń jest środowisko zewnętrzne.

Według współczesnych wyobrażeń powstał on około 4,5 miliarda lat temu i od tego momentu naszą planetę otacza pole magnetyczne. Wszystko na Ziemi, w tym ludzie, zwierzęta i rośliny, jest przez to dotknięte.

Pole magnetyczne rozciąga się na wysokość około 100 000 km (ryc. 1). Odbija lub wychwytuje cząsteczki wiatru słonecznego, które są szkodliwe dla wszystkich żywych organizmów. Te naładowane cząstki tworzą ziemski pas radiacyjny, a cały obszar przestrzeni okołoziemskiej, w którym się znajdują, nazywany jest magnetosfera(ryc. 2). Po stronie Ziemi oświetlonej przez Słońce magnetosfera ograniczona jest kulistą powierzchnią o promieniu około 10-15 promieni Ziemi, a po przeciwnej stronie rozciąga się niczym ogon komety na odległość do kilku tysięcy Promienie Ziemi tworzące ogon geomagnetyczny. Magnetosfera jest oddzielona od pola międzyplanetarnego obszarem przejściowym.

Bieguny magnetyczne Ziemi

Oś magnesu ziemskiego jest nachylona względem osi obrotu Ziemi o 12°. Znajduje się około 400 km od centrum Ziemi. Punkty, w których ta oś przecina powierzchnię planety to bieguny magnetyczne. Bieguny magnetyczne Ziemi nie pokrywają się z prawdziwymi biegunami geograficznymi. Obecnie współrzędne biegunów magnetycznych są następujące: północ - 77° szerokości geograficznej północnej. i 102°W; południowy - (65° S i 139° E).

Ryż. 1. Struktura pola magnetycznego Ziemi

Ryż. 2. Struktura magnetosfery

Nazywa się linie siły biegnące od jednego bieguna magnetycznego do drugiego meridiany magnetyczne. Pomiędzy południkami magnetycznymi i geograficznymi tworzy się kąt, tzw deklinacja magnetyczna. Każde miejsce na Ziemi ma swój własny kąt deklinacji. W obwodzie moskiewskim kąt deklinacji wynosi 7° na wschód, a w Jakucku około 17° na zachód. Oznacza to, że północny koniec igły kompasu w Moskwie odchyla się o T na prawo od południka geograficznego przechodzącego przez Moskwę, a w Jakucku o 17° na lewo od odpowiedniego południka.

Swobodnie zawieszona igła magnetyczna znajduje się poziomo tylko na linii równika magnetycznego, która nie pokrywa się z linią geograficzną. Jeśli przesuniesz się na północ od równika magnetycznego, północny koniec igły będzie stopniowo opadać. Nazywa się kąt utworzony przez igłę magnetyczną i płaszczyznę poziomą nachylenie magnetyczne. Na północnym i południowym biegunie magnetycznym nachylenie magnetyczne jest największe. Jest on równy 90°. Na północnym biegunie magnetycznym swobodnie zawieszona igła magnetyczna zostanie zainstalowana pionowo, północnym końcem w dół, a na południowym biegunie magnetycznym jej południowy koniec będzie opuszczony. W ten sposób igła magnetyczna pokazuje kierunek linii pola magnetycznego nad powierzchnią ziemi.

Z biegiem czasu zmienia się położenie biegunów magnetycznych względem powierzchni Ziemi.

Biegun magnetyczny został odkryty przez odkrywcę Jamesa C. Rossa w 1831 roku, setki kilometrów od jego obecnego położenia. W ciągu roku pokonuje średnio 15 km. W ostatnich latach prędkość ruchu biegunów magnetycznych gwałtownie wzrosła. Na przykład północny biegun magnetyczny porusza się obecnie z prędkością około 40 km rocznie.

Nazywa się to odwróceniem biegunów magnetycznych Ziemi inwersja pola magnetycznego.

W całej historii geologicznej naszej planety ziemskie pole magnetyczne zmieniało swoją polaryzację ponad 100 razy.

Pole magnetyczne charakteryzuje się intensywnością. W niektórych miejscach na Ziemi linie pola magnetycznego odbiegają od normalnego pola, tworząc anomalie. Na przykład w obszarze Kursskiej Anomalii Magnetycznej (KMA) natężenie pola jest czterokrotnie wyższe niż normalnie.

W polu magnetycznym Ziemi występują codzienne zmiany. Przyczyną tych zmian w polu magnetycznym Ziemi są prądy elektryczne płynące w atmosferze na dużych wysokościach. Są one spowodowane promieniowaniem słonecznym. Pod wpływem wiatru słonecznego pole magnetyczne Ziemi ulega zniekształceniu i uzyskuje „ślad” w kierunku od Słońca, który rozciąga się na setki tysięcy kilometrów. Jak już wiemy, główną przyczyną wiatru słonecznego są ogromne wyrzuty materii z korony słonecznej. W miarę zbliżania się do Ziemi zamieniają się w chmury magnetyczne i prowadzą do silnych, czasem ekstremalnych zaburzeń na Ziemi. Szczególnie silne zaburzenia pola magnetycznego Ziemi - burze magnetyczne. Niektóre burze magnetyczne zaczynają się nagle i niemal jednocześnie na całej Ziemi, inne zaś rozwijają się stopniowo. Mogą trwać kilka godzin, a nawet dni. Burze magnetyczne często pojawiają się 1-2 dni po rozbłysku słonecznym, gdy Ziemia przechodzi przez strumień cząstek wyrzuconych przez Słońce. Na podstawie czasu opóźnienia prędkość takiego przepływu korpuskularnego szacuje się na kilka milionów km/h.

Podczas silnych burz magnetycznych normalne działanie telegrafu, telefonu i radia zostaje zakłócone.

Burze magnetyczne często obserwuje się na 66-67° szerokości geograficznej (w strefie zorzy polarnej) i występują jednocześnie z zorzami.

Struktura pola magnetycznego Ziemi różni się w zależności od szerokości geograficznej obszaru. Przepuszczalność pola magnetycznego wzrasta w kierunku biegunów. W obszarach polarnych linie pola magnetycznego są mniej więcej prostopadłe do powierzchni Ziemi i mają kształt lejka. Przez nie część wiatru słonecznego ze strony dziennej przenika do magnetosfery, a następnie do górnych warstw atmosfery. Podczas burz magnetycznych cząstki z ogona magnetosfery pędzą tutaj, docierając do granic górnych warstw atmosfery na wysokich szerokościach geograficznych półkuli północnej i południowej. To właśnie te naładowane cząstki powodują zorze polarne.

Zatem burze magnetyczne i codzienne zmiany pola magnetycznego tłumaczy się, jak już dowiedzieliśmy, promieniowaniem słonecznym. Ale jaki jest główny powód, który tworzy trwały magnetyzm Ziemi? Teoretycznie udało się wykazać, że 99% ziemskiego pola magnetycznego jest powodowane przez źródła ukryte wewnątrz planety. Główne pole magnetyczne wytwarzane jest przez źródła znajdujące się w głębi Ziemi. Można je z grubsza podzielić na dwie grupy. Główna ich część związana jest z procesami zachodzącymi w jądrze ziemi, gdzie w wyniku ciągłych i regularnych ruchów materii przewodzącej prąd elektryczny powstaje układ prądów elektrycznych. Drugi wynika z faktu, że skały skorupy ziemskiej, namagnesowane przez główne pole elektryczne (pole jądra), wytwarzają własne pole magnetyczne, które sumuje się z polem magnetycznym jądra.

Oprócz pola magnetycznego wokół Ziemi istnieją inne pola: a) grawitacyjne; b) elektryczny; c) termiczne.

Pole grawitacyjne Ziemię nazywa się polem grawitacyjnym. Jest on skierowany wzdłuż linii pionu prostopadłej do powierzchni geoidy. Gdyby Ziemia miała kształt elipsoidy obrotowej i masy byłyby w niej równomiernie rozłożone, wówczas posiadałaby normalne pole grawitacyjne. Różnica pomiędzy natężeniem rzeczywistego pola grawitacyjnego i teoretycznego jest anomalią grawitacyjną. Przyczyną tych anomalii jest różny skład materiałowy i gęstość skał. Ale możliwe są również inne przyczyny. Można je wyjaśnić następny proces- równoważenie stałej i stosunkowo lekkiej skorupy ziemskiej na cięższym górnym płaszczu, gdzie wyrównuje się ciśnienie leżących nad nią warstw. Prądy te powodują deformacje tektoniczne, ruch płyt litosferycznych i tym samym tworzą makrorelief Ziemi. Grawitacja utrzymuje atmosferę, hydrosferę, ludzi i zwierzęta na Ziemi. Badając procesy w otoczce geograficznej, należy wziąć pod uwagę grawitację. Termin " geotropizm" to ruchy wzrostowe organów roślinnych, które pod wpływem siły ciężkości zapewniają zawsze pionowy kierunek wzrostu korzenia pierwotnego, prostopadłego do powierzchni Ziemi. Biologia grawitacyjna wykorzystuje rośliny jako obiekty doświadczalne.

Bez uwzględnienia grawitacji niemożliwe jest obliczenie wstępnych danych do wystrzelenia rakiet i statków kosmicznych, przeprowadzenie grawimetrycznych badań złóż rud i wreszcie dalszy rozwój astronomii, fizyki i innych nauk jest niemożliwy.

Te globalne modele – takie jak Międzynarodowe Geomagnetyczne Pole Odniesienia (IGRF) i Światowy model magnetyczny (WMM)- tworzone są przez różne międzynarodowe organizacje geofizyczne i co 5 lat zatwierdzane i publikowane są aktualizowane zestawy współczynników Gaussa, które określają wszystkie dane o stanie pola geomagnetycznego i jego parametrach. Tak więc, zgodnie z modelem WMM2015, północny biegun geomagnetyczny (w zasadzie to biegun południowy magnes) ma współrzędne 80,37° N. w. i 72,62° W. d., południowy biegun geomagnetyczny - 80,37° na południe. szerokość geograficzna 107,38° wschodniego. d. nachylenie osi dipola względem osi obrotu Ziemi wynosi 9,63°.

Światowe pola anomalii

Rzeczywiste linie pola magnetycznego Ziemi, choć średnio zbliżone do linii pola dipolowego, różnią się od nich lokalnymi nieregularnościami związanymi z obecnością namagnesowanych skał w skorupie położonej blisko powierzchni. Z tego powodu w niektórych miejscach na powierzchni Ziemi parametry pola znacznie odbiegają od wartości w pobliskich obszarach, tworząc tzw. anomalie magnetyczne. Mogą nakładać się na siebie, jeśli powodujące je namagnesowane ciała leżą na różnych głębokościach.

Istnienie pól magnetycznych rozszerzonych obszarów lokalnych powłok zewnętrznych prowadzi do tego, że prawdziwe bieguny magnetyczne- punkty (a raczej małe obszary), w którym linie pola magnetycznego są absolutnie pionowe, nie pokrywają się z liniami geomagnetycznymi i nie leżą na powierzchni samej Ziemi, ale pod nią. W ramach tego obliczane są także współrzędne biegunów magnetycznych w danym momencie różne modele pola geomagnetycznego poprzez znalezienie wszystkich współczynników szeregu Gaussa metodą iteracyjną. Zatem według aktualnego modelu WMM w 2015 roku północny biegun magnetyczny znajdował się na 86° N. szerokość geograficzna 159°w. dł., a południowa - 64° S. szerokość geograficzna 137° wschód. Wartości obecnego modelu IGRF12 są nieco inne: 86,3° N. szerokość geograficzna, 160°w. dł., dla bieguna północnego, 64,3° na południe. szerokość geograficzna, 136,6° E dla południa.

Odpowiednio, oś magnetyczna- linia prosta przechodząca przez bieguny magnetyczne nie przechodzi przez środek Ziemi i nie jest jej średnicą.

Położenia wszystkich biegunów stale się zmieniają - biegun geomagnetyczny precesuje względem bieguna geograficznego z okresem około 1200 lat.

Zewnętrzne pole magnetyczne

Decydują o tym źródła w postaci układów prądowych znajdujących się poza powierzchnią Ziemi w jej atmosferze. W górnej części atmosfery (100 km i więcej) - jonosferze - jej cząsteczki są zjonizowane, tworząc plazmę, dlatego nazywa się tę część magnetosfery Ziemi, rozciągającą się na odległość do trzech jej promieni plazmosfera. Plazma jest utrzymywana przez ziemskie pole magnetyczne, ale o jej stanie decyduje jej interakcja z wiatrem słonecznym – przepływ plazmy w koronie słonecznej.

Zatem w większej odległości od powierzchni Ziemi pole magnetyczne jest asymetryczne, ponieważ ulega zniekształceniu pod wpływem wiatru słonecznego: od strony Słońca jest ściskane, a w kierunku od Słońca nabiera „ szlak”, który rozciąga się na setki tysięcy kilometrów i wychodzi poza orbitę Księżyca. Ten specyficzny „ogoniasty” kształt pojawia się, gdy plazma wiatru słonecznego i przepływy korpuskularne opływają powierzchnię Ziemi. magnetosfera- obszar przestrzeni blisko Ziemi, nadal kontrolowany przez pole magnetyczne Ziemi, a nie Słońce i inne źródła międzyplanetarne; jest oddzielona od przestrzeni międzyplanetarnej magnetopauza, gdzie ciśnienie dynamiczne wiatru słonecznego równoważy ciśnienie jego własnego pola magnetycznego. Podsłoneczny punkt magnetosfery znajduje się średnio w odległości 10 promienie ziemi * R⊕ ; przy słabym wietrze słonecznym odległość ta sięga 15-20 R⊕, a w okresach zaburzeń magnetycznych na Ziemi magnetopauza może wyjść poza orbitę geostacjonarną (6,6 R⊕). Wydłużony ogon po stronie nocnej ma średnicę około 40 R⊕ i długość ponad 900 R⊕; zaczynając od odległości około 8 R⊕, jest ono podzielone na części płaską warstwą neutralną, w której indukcja pola jest bliska zeru.

Ze względu na specyficzną konfigurację linii indukcyjnych pole geomagnetyczne tworzy pułapkę magnetyczną dla cząstek naładowanych – protonów i elektronów. Wychwytuje i zatrzymuje ich ogromną liczbę, dlatego magnetosfera jest rodzajem zbiornika naładowanych cząstek. Ich całkowita masa, według różnych szacunków, waha się od 1 kg do 10 kg. Tworzą tzw pas radiacyjny, pokrywający Ziemię ze wszystkich stron, z wyjątkiem regionów polarnych. Tradycyjnie dzieli się go na dwa - wewnętrzny i zewnętrzny. Dolna granica pasa wewnętrznego znajduje się na wysokości około 500 km, jego grubość wynosi kilka tysięcy kilometrów. Pas zewnętrzny położony jest na wysokości 10-15 tys. Km. Cząsteczki pasa radiacyjnego pod wpływem siły Lorentza wykonują złożone okresowe ruchy z półkuli północnej na półkulę południową i z powrotem, jednocześnie poruszając się powoli wokół Ziemi w azymucie. W zależności od energii dokonują pełnego obrotu wokół Ziemi w czasie od kilku minut do jednego dnia.

Magnetosfera nie pozwala strumieniom cząstek kosmicznych zbliżyć się do Ziemi. Jednak w jego ogonie, przy dużych odległościach od Ziemi, natężenie pola geomagnetycznego, a co za tym idzie jego właściwości ochronne, ulegają osłabieniu, a niektóre cząsteczki plazmy słonecznej są w stanie przedostać się do magnetosfery i pułapek magnetycznych pasów radiacyjnych. Ogon służy zatem jako miejsce tworzenia strumieni wytrącających się cząstek, powodując zorze i prądy zorzowe. W obszarach polarnych część strumienia plazmy słonecznej przedostaje się do górnych warstw atmosfery z ziemskiego pasa radiacyjnego i zderzając się z cząsteczkami tlenu i azotu, wzbudza je lub jonizuje, a gdy wracają do stanu niewzbudzonego, atomy tlenu emitują fotony przy λ = 0,56 µm i λ = 0,63 µm, natomiast zjonizowane cząsteczki azotu podczas rekombinacji podświetlają niebieskie i fioletowe pasma widma. Jednocześnie obserwuje się zorze polarne, szczególnie dynamiczne i jasne podczas burz magnetycznych. Występują podczas zaburzeń w magnetosferze, spowodowanych wzrostem gęstości i prędkości wiatru słonecznego wraz ze zwiększoną aktywnością Słońca.

Opcje pola

Wizualną reprezentację położenia linii indukcji magnetycznej pola ziemskiego zapewnia igła magnetyczna, zamocowana w taki sposób, że może się swobodnie obracać zarówno wokół osi pionowej, jak i poziomej (na przykład w zawieszeniu przegubowym) - w każdym punkcie w pobliżu powierzchni Ziemi jest on zainstalowany w określony sposób wzdłuż tych linii.

Ponieważ bieguny magnetyczne i geograficzne nie pokrywają się, igła magnetyczna wskazuje kierunek z północy na południe tylko w przybliżeniu. Płaszczyzna pionowa, w której zainstalowana jest igła magnetyczna, nazywana jest płaszczyzną południka magnetycznego danego miejsca, a linia, wzdłuż której ta płaszczyzna przecina powierzchnię Ziemi, nazywana jest południk magnetyczny. Zatem południki magnetyczne to rzuty linii pola magnetycznego Ziemi na jej powierzchnię, zbiegające się na północnym i południowym biegunie magnetycznym. Nazywa się kąt między kierunkami południków magnetycznych i geograficznych deklinacja magnetyczna. Może być zachodni (często oznaczony „-”) lub wschodni (oznaczony „+”), w zależności od tego, czy biegun północny igły magnetycznej odchyla się na zachód czy na wschód od pionowej płaszczyzny południka geograficznego.

Co więcej, linie pola magnetycznego Ziemi, ogólnie rzecz biorąc, nie są równoległe do jej powierzchni. Oznacza to, że indukcja magnetyczna pola ziemskiego nie leży w płaszczyźnie horyzontu danego miejsca, ale tworzy z tą płaszczyzną pewien kąt – nazywa się to nachylenie magnetyczne. Tylko punktowo jest bliska zera równik magnetyczny- kółka wielkie koło w płaszczyźnie prostopadłej do osi magnetycznej.

Deklinacja magnetyczna i nachylenie magnetyczne określają kierunek indukcji magnetycznej pola ziemskiego w każdym konkretnym miejscu. Wartość liczbową tej wielkości można znaleźć, znając nachylenie i jeden z rzutów wektora indukcji magnetycznej B (\ Displaystyle \ mathbf (B))- do pionowego lub pozioma oś(to drugie okazuje się wygodniejsze w praktyce). Zatem te trzy parametry to deklinacja magnetyczna, nachylenie i wielkość wektora indukcji magnetycznej B (lub wektora natężenia pola magnetycznego H. (\ displaystyle \ mathbf (H) )) - całkowicie scharakteryzuj pole geomagnetyczne w danej lokalizacji. Ich dokładna wiedza dla jak największej liczby punktów na Ziemi jest niezwykle ważny. Sporządzane są specjalne karty magnetyczne, na których izogony(linie tej samej deklinacji) i izokliny(linie o jednakowym nachyleniu) niezbędne do orientacji za pomocą kompasu.

Średnio natężenie ziemskiego pola magnetycznego waha się od 25 000 do 65 000 nT (0,25–0,65 G) i jest w dużym stopniu zależne od położenia geograficznego. Odpowiada to średniemu natężeniu pola wynoszącemu około 0,5 (40/). Na równiku magnetycznym jego wartość wynosi około 0,34, na biegunach magnetycznych - około 0,66 Oe.W niektórych obszarach (anomalie magnetyczne) intensywność gwałtownie wzrasta: w obszarze anomalii magnetycznej Kurska osiąga 2 Oe.

Natura pola magnetycznego Ziemi

Po raz pierwszy J. Larmore próbował wyjaśnić istnienie pól magnetycznych Ziemi i Słońca w 1919 roku, proponując koncepcję dynama, zgodnie z którą utrzymanie pola magnetycznego ciała niebieskiego następuje pod wpływem hydrodynamicznego ruchu ośrodka przewodzącego prąd elektryczny. Jednak w 1934 r T. Osłona udowodnił twierdzenie o niemożności utrzymania osiowosymetrycznego pola magnetycznego poprzez hydrodynamiczny mechanizm dynamo. A ponieważ większość z nich studiowała ciała niebieskie(a zwłaszcza Ziemia) uznano za osiowo symetryczne, na tej podstawie można było założyć, że ich pole również będzie osiowo symetryczne i wtedy jego wygenerowanie według tej zasady byłoby według tego twierdzenia niemożliwe. Później wykazano, że nie wszystkie równania z symetrią osiową opisujące proces wytwarzania pola magnetycznego będą miały rozwiązanie osiowo symetryczne, a w latach pięćdziesiątych XX wieku. Znaleziono rozwiązania asymetryczne.

Od tego czasu teoria dynama rozwija się pomyślnie i dziś ogólnie przyjętym najbardziej prawdopodobnym wyjaśnieniem pochodzenia pola magnetycznego Ziemi i innych planet jest samowzbudny mechanizm dynama polegający na wytwarzaniu prądu elektrycznego w przewodniku gdy porusza się w polu magnetycznym generowanym i wzmacnianym przez same te prądy. Niezbędne warunki powstają w jądrze Ziemi: w ciekłym jądrze zewnętrznym, składającym się głównie z żelaza o temperaturze około 4-6 tysięcy kelwinów, które doskonale przewodzi prąd, powstają przepływy konwekcyjne, które usuwają ciepło ze stałego jądra wewnętrznego (powstające w wyniku rozpad pierwiastków promieniotwórczych lub uwolnienie ciepła utajonego podczas krzepnięcia materii na granicy między jądrem wewnętrznym i zewnętrznym w miarę stopniowego ochładzania się planety). Siły Coriolisa skręcają te przepływy w charakterystyczne spirale, tworząc tzw Filary Taylora. Dzięki tarciu warstw nabywają ładunek elektryczny, tworząc prądy pętlowe. W ten sposób powstaje układ prądów krążących wzdłuż obwodu przewodzącego w przewodnikach poruszających się w (początkowo obecnym, choć bardzo słabym) polu magnetycznym, jak w dysku Faradaya. Tworzy pole magnetyczne, które przy korzystnej geometrii przepływu wzmacnia pole początkowe, a to z kolei wzmacnia prąd, a proces wzmacniania trwa aż do momentu, gdy straty ciepła Joule'a rosnące wraz ze wzrostem prądu zrównoważą dopływ energii pochodzące z ruchów hydrodynamicznych.

Proces ten opisano matematycznie równanie różniczkowe

∂ b ∂ t = η ∇ 2 b + ∇ × (u × b) (\ Displaystyle (\ Frac (\ częściowe \ mathbf (B)) (\ częściowe t)) = \ eta \ mathbf (\ nabla) ^ (2 )\mathbf (B) +\mathbf (\nabla ) \times (\mathbf (u) \times \mathbf (B))),

Gdzie ty- prędkość przepływu płynu, B- indukcja magnetyczna, η = 1/μσ - lepkość magnetyczna, σ to przewodność elektryczna cieczy, a μ to przenikalność magnetyczna, która praktycznie nie różni się przy takim wysoka temperatura rdzenie od μ 0 - przepuszczalność próżni.

Jednak dla pełnego opisu konieczne jest zapisanie układu równań magnetohydrodynamicznych. W przybliżeniu Boussinesqa (w którym przyjmuje się, że wszystkie właściwości fizyczne cieczy są stałe, z wyjątkiem siły Archimedesa, której obliczenie uwzględnia zmiany gęstości pod wpływem różnic temperatur) jest to:

• Równanie Naviera-Stokesa zawierające człony wyrażające łączny efekt rotacji i pola magnetycznego:

ρ 0 (∂ u ∂ t + u ⋅ ∇ u) = - ∇ P. + ρ 0 ν ∇ 2 u + ρ sol ¯ - 2 ρ 0 Ω × u + jot × b (\ Displaystyle \ rho _ (0) \ lewo ((\frac (\partial \mathbf (u) )(\partial 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 (\ Omega ) \times \mathbf (u) +\mathbf (J) \times \mathbf (B) ).

• Równanie przewodności cieplnej wyrażające prawo zachowania energii:

∂ T ∂ t + u ⋅ ∇ T = κ ∇ 2 T + ϵ (\ Displaystyle (\ Frac (\ częściowe T) (\ częściowe t)) + \ mathbf (u) \ cdot \ mathbf (\ nabla) T = \ kappa \mathbf (\nabla ) ^(2)T+\epsilon ),

Przełom w tym zakresie dokonały w 1995 roku grupy z Japonii i Stanów Zjednoczonych. Począwszy od tego momentu, wyniki szeregu prac modelowania numerycznego w sposób zadowalający odtwarzają jakościowe charakterystyki pola geomagnetycznego w dynamice, w tym także w inwersjach.

Zmiany pola magnetycznego Ziemi

Potwierdza to obecny wzrost kąta otwarcia wierzchołków (przerw polarnych w magnetosferze na północy i południu), który w połowie lat 90. XX wieku osiągnął 45°. Materiał promieniowania z wiatru słonecznego, przestrzeni międzyplanetarnej i promieni kosmicznych wpadł do poszerzonych szczelin, w wyniku czego więcej materii i energii przedostaje się do obszarów polarnych, co może prowadzić do dodatkowego nagrzania czap polarnych [ ] .

Współrzędne geomagnetyczne (współrzędne McIlwaina)

Fizyka promieniowania kosmicznego szeroko wykorzystuje określone współrzędne w polu geomagnetycznym, nazwane na cześć naukowca Carla McIlwaina ( Carla McIlwaina), który jako pierwszy zaproponował ich zastosowanie, gdyż opierają się one na niezmiennikach ruchu cząstek w polu magnetycznym. Punkt w polu dipolowym charakteryzuje się dwiema współrzędnymi (L, B), gdzie L jest tzw. powłoką magnetyczną, czyli parametrem McIlwaina. Powłoka L, wartość L, parametr McIlwaina L), B - indukcja pola magnetycznego (zwykle w G). Za parametr powłoki magnetycznej przyjmuje się zwykle wartość L, równą stosunkowi średniej odległości rzeczywistej powłoki magnetycznej od środka Ziemi w płaszczyźnie równika geomagnetycznego do promienia Ziemi. .

Historia badań

Kilka tysięcy lat temu w Starożytne Chiny wiadomo było, że namagnesowane obiekty są umiejscowione w określonym kierunku, w szczególności igła kompasu zawsze zajmuje określone położenie w przestrzeni. Dzięki temu ludzkość od dawna może używać takiej strzałki (kompasu) do poruszania się po otwartym morzu z dala od brzegów. Jednak przed podróżą Kolumba z Europy do Ameryki (1492) nikt nie zwrócił szczególnej uwagi na badanie tego zjawiska, ponieważ ówcześni naukowcy uważali, że następuje ono w wyniku przyciągania igły przez Gwiazdę Polarną. W Europie i myjących ją morzach kompas był wówczas instalowany prawie wzdłuż południka geograficznego. Podczas przeprawy przez Ocean Atlantycki Kolumb zauważył, że mniej więcej w połowie drogi między Europą a Ameryką igła kompasu odchyliła się o prawie 12° na zachód. Fakt ten natychmiast wzbudził wątpliwości co do poprawności poprzedniej hipotezy o przyciąganiu igły przez Gwiazdę Polarną i dał impuls do ponownych poważnych badań zjawisko otwarte: informacja o polu magnetycznym Ziemi była potrzebna żeglarzom. Od tego momentu rozpoczęła się nauka o magnetyzmie ziemskim, rozpoczęły się powszechne pomiary deklinacji magnetycznej, czyli kąta między południkiem geograficznym a osią igły magnetycznej, czyli południka magnetycznego. W 1544 niemiecki naukowiec Georga Hartmanna odkrył nowe zjawisko: igła magnetyczna nie tylko odchyla się od południka geograficznego, ale będąc zawieszona w środku ciężkości, ma tendencję do ustawiania się pod pewnym kątem do płaszczyzny poziomej, zwanym nachyleniem magnetycznym.

Od tego momentu, obok badania zjawiska ugięcia, naukowcy zaczęli także badać nachylenie igły magnetycznej. José de Acosta (jeden z twórcy geofizyki według Humboldta) w swoim Historie(1590) po raz pierwszy pojawiła się teoria czterech linii bez deklinacji magnetycznej. Opisał użycie kompasu, kąt odchylenia, różnice między biegunem magnetycznym a biegunem północnym oraz zmienność odchyleń z jednego punktu do drugiego, identyfikując miejsca o zerowym odchyleniu, takie jak Azory.

W wyniku obserwacji stwierdzono, że zarówno deklinacja, jak i nachylenie mają różne wartości w różnych punktach powierzchni ziemi. Co więcej, ich zmiany z punktu na punkt podlegają pewnemu złożonemu wzorowi. Jej badania pozwoliły nadwornemu lekarzowi królowej Elżbiety angielskiej i filozofowi przyrody Williamowi Gilbertowi w 1600 roku w swojej książce „De Magnete” postawić hipotezę, że Ziemia jest magnesem, którego bieguny pokrywają się z biegunami geograficznymi. Inaczej mówiąc, W. Gilbert uważał, że pole Ziemi jest podobne do pola namagnesowanej kuli. W. Gilbert swoje stwierdzenie oparł na eksperymencie z modelem naszej planety, którym jest namagnesowana żelazna kula i mała żelazna strzałka. Gilbert uważał, że głównym argumentem przemawiającym za jego hipotezą było to, że zmierzone na takim modelu nachylenie magnetyczne okazało się prawie takie samo, jak nachylenie obserwowane na powierzchni Ziemi. Gilbert wyjaśnił rozbieżność między deklinacją Ziemi a deklinacją modelu odchylającym wpływem kontynentów na igłę magnetyczną. Choć wiele ustalonych później faktów nie pokrywało się z hipotezą Hilberta, nie traci ona do dziś na znaczeniu. Główna teza Gilberta, że ​​przyczyn ziemskiego magnetyzmu należy szukać wewnątrz Ziemi, okazała się słuszna, podobnie jak fakt, że w pierwszym przybliżeniu Ziemia jest rzeczywiście dużym magnesem, czyli kulą równomiernie namagnesowaną.

W 1634 r. angielski astronom Henry Gellibrand?! odkryli, że deklinacja magnetyczna w Londynie zmienia się w czasie. Był to pierwszy odnotowany dowód wahań sekularnych – regularnych (z roku na rok) zmian średniorocznych wartości składników pola geomagnetycznego.

Kąty deklinacji i nachylenia określają kierunek w przestrzeni natężenia pola magnetycznego Ziemi, ale nie mogą podać jego wartości liczbowej. Do końca XVIII wieku. pomiarów natężenia nie prowadzono ze względu na brak wiedzy na temat praw oddziaływania pola magnetycznego na namagnesowane ciała. Dopiero po latach 1785-1789. Francuski fizyk Charles Coulomb ustanowił prawo nazwane jego imieniem i stała się możliwa możliwość takich pomiarów. Od końca XVIII wieku wraz z obserwacją deklinacji i nachylenia zaczęto powszechnie obserwować składową poziomą, czyli rzutem wektora natężenia pola magnetycznego na płaszczyznę poziomą (znając deklinację i nachylenie, można obliczyć wartość całkowitego wektora natężenia pola magnetycznego).

Pierwsza praca teoretyczna na temat tego, czym jest pole magnetyczne Ziemi, czyli jaka jest wielkość i kierunek jego natężenia w każdym punkcie powierzchni Ziemi, należy do niemieckiego matematyka Carla Gaussa. W 1834 roku podał matematyczne wyrażenie składowych napięcia w funkcji współrzędnych – szerokości i długości geograficznej miejsca obserwacji. Za pomocą tego wyrażenia można dla każdego punktu na powierzchni Ziemi znaleźć wartości dowolnego ze składników, które nazywane są elementami magnetyzmu ziemskiego. To i inne dzieła Gaussa stały się fundamentem, na którym zbudowano budynek nowoczesna nauka o magnetyzmie ziemskim. W szczególności w 1839 roku udowodnił, że główna część pola magnetycznego pochodzi z Ziemi, a przyczyny małych, krótkotrwałych odchyleń jego wartości należy szukać w środowisku zewnętrznym.

W 1831 roku angielski polarnik John Ross odkrył magnetyczny biegun północny na archipelagu kanadyjskim – obszar, w którym znajduje się igła magnetyczna pozycja pionowa, to znaczy nachylenie wynosi 90°. A w 1841 roku James Ross (bratanek Johna Rossa) dotarł do drugiego bieguna magnetycznego Ziemi, znajdującego się na Antarktydzie.

Zobacz też

• Intermagnet (Język angielski)

Notatki

1. Naukowcy z USA odkryli, że ziemskie pole magnetyczne jest o 700 milionów lat starsze, niż wcześniej sądzono
2. Edwarda Kononowicza. Pole magnetyczne Ziemi (nieokreślony) . http://www.krugosvet.ru/. Encyklopedia dookoła świata: uniwersalna internetowa encyklopedia popularnonaukowa. Źródło: 26.04.2017.
3. Geomagnetyzm Często zadawane pytania(Język angielski) . https://www.ngdc.noaa.gov/ngdc.html. Krajowe Centra Informacji o Środowisku (NCEI). Źródło 23 kwietnia 2017 r.
4. A. I. Dyachenko. Bieguny magnetyczne Ziemi. - Moskwa: Wydawnictwo Moskiewskiego Centrum Ustawicznego Kształcenia Matematycznego, 2003. - 48 s. - ISBN 5-94057-080-1.
5. AV Vikulin. VII. Pole geomagnetyczne i elektromagnetyzm Ziemi// Wprowadzenie do fizyki Ziemi. Podręcznik dla specjalności geofizycznych dla uniwersytetów.. - Państwowe Wydawnictwo Kamczatka uniwersytet pedagogiczny, 2004. - 240 s. - ISBN 5-7968-0166-X.