class="1-qism">

Tafsilotlar:

Yer sayyorasi

© Vladimir Kalanov,
veb-sayt"Bilim - bu kuch".

Yerning magnit maydoni

Bular faqat boshlang'ich bosqichida bevosita kuzatish va tadqiqot olib bo'lmaydigan jarayonlardir. Ammo bu jarayonlar er yuzida o'zini namoyon qilganda, ular aytganidek, to'liq kuch bilan ochilganda, ular o'zlarini harakat zonasida topadigan har bir kishi uchun ko'rinadigan va juda sezilarli bo'ladi.

Ammo Yerda ko‘rinmas jarayonlar ham borki, ularni odamlar deyarli sezmaydi. Birinchidan, bu erdagi magnitlanish. Magnitlanish hodisasi odamlarga juda uzoq vaqtdan beri ma'lum. Magnitizm o'z nomini Kichik Osiyodagi Magnetiya shahridan oldi, u erda magnit temir rudasi - "temirni tortuvchi tosh" konlari topilgan. Magnitning xususiyatlarining birinchi yozma dalillarini, xususan, Titus Lukretsiy Karning miloddan avvalgi I asrda yozilgan "Narsalar tabiati haqida" she'rida topamiz. Lucretius magnitlanishni "magnit tosh" dan oqib chiqadigan "magnit oqimlari" bilan izohladi.

Odamlar uzoq vaqtdan beri magnitlarning xususiyatlaridan foydalanishni topdilar. Bunday birinchi ilovalardan biri oddiy navigatsiya qurilmasi sifatida kompas edi. Kompas miloddan avvalgi ming yil avval Xitoyda ixtiro qilingan. Evropada kompas 12-asrdan beri ma'lum. Bugungi kunda ko'plab sohalarni magnit va elektromagnitlardan foydalanmasdan tasavvur qilish mutlaqo mumkin emas.

Yerning magnit maydoni aniqlangan Yerga yaqin fazo hududi magnitosfera deb ataladi. Magnitizm tabiatning keng qamrovli, global mulkidir. Er va quyosh magnitlanishining to'liq nazariyasini yaratish hali ham kelajak masalasidir. Ammo ilm-fan allaqachon ko'p narsalarni aniqlagan va magnitlanish kabi murakkab hodisaning ba'zi jihatlari uchun ishonchli tushuntirishlar beradi. Xususan, ko‘plab olimlar va oddiy fuqarolar xavotirda mumkin bo'lgan oqibatlar asta-sekin zaiflashuv kabi hodisa magnit maydon Yer.

Haqiqatan ham, Yer magnit maydonining kuchini birinchi marta o'lchagan Karl Gauss davridan beri, ya'ni. 170 yildan ortiq vaqt davomida Yerning magnit maydoni doimiy ravishda zaiflashmoqda. Ammo magnit maydon Yerni va undagi barcha hayotni quyosh shamoli deb ataladigan vayron qiluvchi radiatsiya ta'siridan qoplaydigan qalqonning bir turi, ya'ni. Quyosh tomonidan chiqarilgan elektronlar, protonlar va boshqa zarralar. Yer magnitosferasi koinotdan qutblar tomon uchayotgan bu va boshqa zarralar oqimini buzib, ularni dastlabki energiyasidan mahrum qiladi. Yerning qutblarida bu kosmik zarralarning oqimlari kechiktiriladi yuqori qatlamlar atmosfera, ajoyib go'zal aurora hodisalariga aylanadi.

Agar quyosh shamoli bo'lmaganida, 1-rasmdagi kabi Yerning magnit maydoni sayyoraga nisbatan simmetrik bo'lar edi.2-rasmda quyosh shamoli ta'sirida deformatsiyalangan Yerning haqiqiy magnitosferasi ko'rsatilgan. Uchinchi rasmda magnit va geografik qutblar o'rtasidagi tafovut ko'rsatilgan.

Agar magnit maydon bo'lmasa

Ammo magnit maydon bo'lmasa yoki u juda zaif bo'lib qolsa, unda Yerdagi barcha hayot quyosh va kosmik nurlanishning bevosita ta'siri ostida bo'ladi. Va bu, taxmin qilish mumkinki, tirik organizmlarning radiatsiyaviy shikastlanishiga olib keladi, bu ularning noma'lum yo'nalishdagi mutatsiyasiga yoki o'limiga olib keladi. Yaxshiyamki, bunday istiqbol dargumon. Paleomagnitologlar, ya'ni. Qadimgi magnit maydonlarini o'rganuvchilar Yerning magnit maydoni doimiy ravishda tebranishini o'rtacha darajada aniqlay olishdi. turli davrlar. Barcha tebranish egri chiziqlari qo'shilgach, hosil bo'lgan egri chiziq 8 ming yillik davrga ega bo'lgan sinusoidga yaqin shakllangan. Ushbu egri chiziqning bizning davrimizga to'g'ri keladigan segmenti (2000-yillarning boshi) ushbu egri chiziqning pasayib borayotgan tarmog'ida. Va bu pasayish taxminan ikki ming yil davom etadi. Shundan so'ng magnit maydon yana kuchaya boshlaydi. Maydonning bunday mustahkamlanishi to'rt ming yil davom etadi, keyin yana pasayish sodir bo'ladi. Avvalgi maksimal eramizning boshida sodir bo'lgan. Yig'ish sinusoidining amplitudasi maydon kuchining o'rtacha qiymatining yarmidan kam bo'lishi muhim, ya'ni. bu tebranishlar Yer magnit maydonining kuchini nolga tushira olmaydi.

Bu erda, bizning veb-saytimizda, qisqalik shartlari tufayli, biz bunday optimistik xulosalarga olib kelgan tadqiqot metodologiyasini batafsil ko'rib chiqa olmaymiz. Olimlar magnit maydon tebranishlarining sabablari haqida turli fikrlarni bildirdilar, ammo bu muammo bo'yicha aniq bir nazariya yo'q. Qo'shimcha qilaylik, fan inversiya kabi hodisaning mavjudligini isbotladi, ya'ni. joylarda Yer magnit qutblarining davriy almashinishi: shimoliy qutb janubga, janubga - shimolga o'tadi. Bunday harakatlar 5 dan 10 ming yilgacha davom etadi. Sayyoramiz tarixida qutblarning bunday "sakrashlari" yuzlab marta sodir bo'lgan. Oxirgi bunday harakat 700 ming yil oldin sodir bo'lgan. Ushbu hodisaning o'ziga xos davriyligi yoki muntazamligi aniqlanmagan. Ushbu qutb burilishlarining sabablari Yer yadrosining suyuq qismining kosmos bilan murakkab o'zaro ta'sirida yashiringan. Paleomagnitologlar Yerda magnit qutblarning geografik qutblardan uzoq masofalarga siljishi ham sodir bo'lganligini aniqladilar, ammo bu qutblarning avvalgi joyiga qaytishi bilan yakunlandi.

Qutblarning burilishlari paytida Yerning magnit maydoni yo'qoladi va sayyora bir muncha vaqt ko'rinmas himoya zirhlarisiz qoladi, degan takliflar mavjud. Ammo bu taxminlar ishonchli ilmiy asos topmaydi va taxminlardan boshqa narsa bo'lib qolmaydi.

Ba'zi olimlar, odatda, Yer magnitosferasidagi keskin o'zgarishlar xavfli emas deb hisoblashadi, chunki ularning fikriga ko'ra, barcha tirik mavjudotlar uchun kosmik nurlanishdan asosiy himoya magnit maydon emas, balki atmosferadir. Bu fikrni, xususan, evolyutsion biolog professor B.M. Mednikov. Boshqacha qilib aytganda, magnit maydonning Yerdagi hayot jarayonlari bilan o'zaro ta'siri muammosi hali ham to'liq aniq emas va bu erda tadqiqotchilar uchun hali etarli ish mavjud.

Magnit maydonning tirik organizmlarga ta'siri

Magnit maydonlar tirik organizmlarga salbiy ta'sir ko'rsatishi qadimdan ma'lum. Hayvonlar ustida olib borilgan tajribalar shuni ko'rsatdiki, tashqi magnit maydon ularning rivojlanishini kechiktiradi, hujayralar o'sishini sekinlashtiradi va qon tarkibini o'zgartiradi. Magnit bo'ronlar deb ataladigan davrda, ya'ni. Magnit maydon kuchining keskin o'zgarishi bilan ob-havoga bog'liq bo'lgan kasal odamlarning sog'lig'i yomonlashadi.

Magnit maydon kuchi oerstedlarda (E) o'lchanadi. Bu birlik elektr va magnit hodisalari o'rtasidagi bog'liqlikni kashf etgan daniyalik fizik Xans Oersted (1777-1851) sharafiga nomlangan.

Odamlar ishda va uyda magnit maydonlarga ta'sir qilishlari mumkinligi sababli, magnit maydon kuchining ruxsat etilgan darajalari ishlab chiqilgan. Turli hisob-kitoblarga ko'ra, 300-700 oersted kuchga ega bo'lgan magnit maydon odamlar uchun xavfsiz hisoblanadi. Aniqroq aytganda, ishlab chiqarishda va kundalik hayotda odamga magnit emas, balki elektromagnit maydonlar ta'sir qiladi. Gap shundaki, har qanday elektr yoki radio qurilmaning ishlashi paytida magnit va elektr maydonlari faqat elektromagnit maydon deb ataladigan yagona bir butun sifatida paydo bo'lishi mumkin. Bu magnit va elektr hodisalarining umumiy tabiati bilan izohlanadi.

Shuni ta'kidlash kerakki, magnit maydonning ta'siri jarayonining jismoniy tomoni inson tanasi Bu hali to'liq aniq emas. Magnit maydon o'simliklarga ham ta'sir qiladi. Ba'zi tajribalar natijalariga ko'ra, urug'larning unib chiqishi va o'sishi ular dastlab Yerning magnit maydoniga nisbatan qanday yo'naltirilganligiga bog'liq ekan. Tashqi magnit maydonni o'zgartirish o'simlik rivojlanishini tezlashtirishi yoki inhibe qilishi mumkin. Ehtimol, bu hodisa qandaydir tarzda qishloq xo'jaligi amaliyotida qo'llaniladi.

Shunday qilib, bizning atrofimizda tabiatning o'zi tomonidan yaratilgan va texnogen manbalar tomonidan yaratilgan magnit maydonlar - o'zgaruvchan tok generatorlari va transformatorlaridan mikroto'lqinli pechlar va mobil telefonlargacha.

Yer magnit maydonining kuchi

Yer magnit maydonining kuchi qanday? U hamma joyda bir xil emas va 0,24 Oe (Braziliyada) dan 0,68 Oe (Antarktida) gacha o'zgarib turadi. O'rtacha geomagnit maydon kuchi 0,5 oersted ekanligiga ishoniladi. Ferromagnit materiallarning (temir rudalari) katta konlari paydo bo'lgan joylarda magnit anomaliyalar paydo bo'ladi. Kursk magnit anomaliyasi Rossiyada keng ma'lum bo'lib, u erda maydon kuchi 2 Oe.Taqqoslash uchun: Merkuriyning magnit maydonining kuchi 1/500 Oe, Oy - 10 -5 Oe, yulduzlararo muhit esa undan ham kamroq - 10. -8 Oe. Ammo quyosh dog'larining magnit maydonining kuchi juda katta va 10 3 Oe ga teng. Oq mitti yulduzlar yanada kuchliroq maydonlarga ega - 10 7 Oe gacha. Koinotda qayd etilgan eng kuchli magnit maydonlar neytron yulduzlar va pulsarlar tomonidan yaratilgan. Ushbu kosmik jismlarning magnit maydonining kuchi 10 12 oerstedga etadi! Laboratoriya sharoitida magnit zichlikka yuz minglab marta zaifroq va hatto soniyaning fraktsiyalarida o'lchanadigan vaqtga erishish mumkin. Mutaxassislarning ta'kidlashicha, agar laboratoriya sharoitida magnit maydonlarni kuchga ega bo'lganlar bilan solishtirish mumkin bo'lsa. neytron yulduzlari, keyin bunday tasavvur qilib bo'lmaydigan maydonlarga duchor bo'lgan ob'ektlar bilan ajoyib o'zgarishlar sodir bo'ladi. Masalan, temir, uning zichligi normal sharoitlar 7,87 g/sm³ ga teng bo'lsa, bunday maydonlar ta'sirida u 2700 g/sm³ zichlikdagi moddaga aylanadi. Bunday moddaning qirrasi 10 sm bo'lgan kubning og'irligi 2,7 tonna bo'ladi va uni ko'chirish uchun kuchli kran kerak bo'ladi.

Yerning magnit maydoni.

Ma'ruzada muhokama qilinadigan asosiy masalalar:

1. Geomagnetizmning tabiati.

2. Yer magnit maydonining elementlari.

3. Geomagnit maydonning tuzilishi.

4. Yerning magnitosfera va radiatsiya kamarlari.

5. Geomagnit maydonning dunyoviy o'zgarishlari.

6. Geomagnit maydon anomaliyalari.

1. Geomagnetizmning tabiati. Er magnitlanishi yoki geomagnetizm Yerning osmon jismi sifatidagi xususiyati bo'lib, uning atrofida magnit maydon mavjudligini aniqlaydi. Geomagnitologiya yer haqidagi fandir.

Gidromagnit dinamo nazariyasi geofiziklar tomonidan 2900 km chuqurlikda yaxshi elektr o'tkazuvchanlikka ega (106-105 S/m) Yerning "suyuq" tashqi yadrosi mavjudligi haqidagi faktga asoslanadi.

Gidromagnit dinamo g'oyasi birinchi marta 1919 yilda Angliyada Larmor tomonidan Quyoshning magnitlanishini tushuntirish uchun taklif qilingan. Sovet fizigi Ya.I.Frenkel “Yerning magnitlanishi” (1947) asarida yer yadrosining gidromagnit dinamosini faollashtiradigan sabab aynan yer yadrosidagi issiqlik konvektsiyasi degan fikrni bildirgan.

Gidromagnit dinamo gipotezasining asosiy qoidalari quyidagilardan iborat.

1. Giromagnit (yunoncha Gyro - aylanish, aylanish) effekti va uning paydo bo'lishi paytida Yerning aylanishi tufayli juda zaif magnit maydon paydo bo'lishi mumkin. Giromagnit effekt - ferromagnit jismlarning ma'lum magnitlanish sharoitida ularning aylanishi va aylanishi tufayli magnitlanishi. Giromagnit effekt atomning mexanik va magnit momentlari o'rtasidagi bog'liqlikni ochib beradi.

2. Yadroda erkin elektronlarning mavjudligi va Yerning shunday kuchsiz magnit maydonida aylanishi yadroda girdobli elektr toklarining induksiyasiga olib keldi.

3. Induktsiyalangan girdab oqimlari o'z navbatida dinamolarda bo'lgani kabi magnit maydon hosil qiladi (hosil qiladi). Yer magnit maydonining ortishi yadrodagi girdab oqimlarining yangi kuchayishiga, ikkinchisi esa magnit maydonining kuchayishiga olib kelishi kerak.

4. Regeneratsiyaga o'xshash jarayon yadro va uning yopishqoqligi tufayli energiya tarqalguncha davom etadi. elektr qarshilik girdab oqimlarining qo'shimcha energiyasi va boshqa sabablarga ko'ra kompensatsiya qilinmaydi.

Shunday qilib, Frenkelning fikriga ko'ra, er yadrosi o'ziga xos tabiiy turbogeneratordir. Undagi turbinaning rolini issiqlik oqimlari bajaradi: ular suyuqlik xususiyatiga ega bo'lgan erigan metallning katta massasini yadro chuqurligidan radius bo'ylab yuqoriga ko'taradi. Yuqori qatlamlarning sovuqroq va shuning uchun og'irroq zarralari pastga tushadi. Koriolis kuchi ularni “aylantiradi” yerning o'qi Shunday qilib, "er dinamosi" ichida ulkan lasanlarni hosil qiladi. Issiq metallning bu yopiq oqimlarida, oddiy dinamo armaturasidagi simlarning burilishlarida bo'lgani kabi, induksion oqim allaqachon paydo bo'lishi kerak edi. U yer yadrosini asta-sekin magnitlashtirdi. Dastlabki juda zaif magnit maydon vaqt o'tishi bilan uning chegaraviy qiymatiga yetguncha kuchaydi. Bu chegaraga uzoq o'tmishda erishilgan. Erning turbogeneratori ishlashda davom etsa-da, suyuq metall oqimlarining kinetik energiyasi endi yer yadrosini magnitlash uchun sarflanmaydi, balki butunlay issiqlikka aylanadi.

Yerning magnit maydoni taxminan 3 milliard yil davomida mavjud bo'lib, bu uning yoshidan taxminan 1,5 milliard yil yoshroqdir. Bu shuni anglatadiki, u relikt bo'lmagan va qayta tiklash mexanizmi bo'lmaganida, Yerning butun geologik tarixi davomida mavjud bo'lishi mumkin emas edi.

2. Yer magnit maydonining elementlari. Yer yuzasining har bir nuqtasida magnit maydon umumiy intensivlik vektori Ht bilan tavsiflanadi, uning kattaligi va yo'nalishi yer magnitlanishining uchta elementi bilan belgilanadi; kuchlanishning gorizontal komponenti H, magnit og'ish D va moyillik I. Magnit og'ish - geografik va magnit meridianlar orasidagi gorizontal tekislikdagi burchak; magnit moyillik - gorizontal tekislik va to'liq vektor Hm yo'nalishi orasidagi vertikal tekislikdagi burchak.

H, X, Y, Z, D va I miqdorlar yer magnitlanishining elementlari, H, X, Y va Z elementlar esa yer magnit maydonining kuch komponentlari, D va I esa burchak deb ataladi. birlar.

Yerning magnit maydoni kuchining umumiy vektori Ht, uning kuch komponentlari H, X, Y va Z o'lchamiga ega A/m, og'ish D va moyillik I - burchak darajalari, daqiqalar va soniyalar. Yer magnit maydonining kuchi nisbatan past: umumiy vektor Ht qutbda 52,5 A/m dan ekvatorda 26,3 A/m gacha o‘zgarib turadi.

Guruch. 5.1 - Yer magnitlanishining elementlari

Mutlaq qiymatlar yer magnitlanishi elementlarining qiymatlari kichik, shuning uchun ularni o'lchash uchun yuqori aniqlikdagi asboblar - magnitometrlar va magnit variometrlar qo'llaniladi; H va Z qiymatlarini o'lchash uchun variometrlar mavjud.Murakkab optik-mexanik va kvant magnitometrlari bilan jihozlangan sayohat magnit stantsiyalari qo'llaniladi. Xaritadagi nuqtalarni bir xil og‘ish D bilan bog‘lovchi chiziqlar izogonlar deyiladi, bir xil moyillik bilan I - izoklinlar, bir xil H yoki Z - umumiy kuchlanish vektori Ht gorizontal yoki vertikal komponentlarining izodinlari va bir xil X yoki Y bilan. - shimoliy yoki sharqiy komponentlarning izodinlari. Yer magnitlanishi elementlarining qiymatlari vaqt o'tishi bilan doimiy ravishda o'zgarib turadi va shuning uchun magnit xaritalar har besh yilda bir marta yangilanadi.

3. Geomagnit maydonning tuzilishi. Yerning magnit maydoni tuzilishi jihatidan heterojendir. U ikki qismdan iborat: doimiy va o'zgaruvchan maydonlar. Doimiy maydon magnitlanishning ichki manbalaridan kelib chiqadi; O'zgaruvchan maydonning manbalari atmosferaning yuqori qatlamlari - ionosfera va magnitosferadagi elektr toklari hisoblanadi. O'z navbatida, doimiy magnit maydon tabiatda bir jinsli bo'lmagan va bir necha qismlardan iborat. Shunday qilib, umuman olganda, Yerning magnit maydoni quyidagi maydonlardan iborat:

Nt =Ho+Hm+Ha+Hv+dH, (5.1)

bu erda Nt - Yer magnit maydonining intensivligi; Ammo dipol maydon kuchi globusning bir xil magnitlanishi natijasida hosil bo'ladimi; Nm - yaratilgan dipol bo'lmagan yoki kontinental maydonning kuchi ichki sabablar, Yerning chuqur qatlamlarining heterojenligidan kelib chiqqan; Na - turli magnitlanishlar natijasida hosil bo'lgan anomal maydon kuchi yuqori qismlar er qobig'i; Nv - manba tashqi sabablar bilan bog'liq bo'lgan maydon kuchi; dH - tashqi sabablarga ko'ra magnit o'zgarishlarning maydon kuchi.

Ho+Hm=NG maydonlarining yig‘indisi Yerning asosiy magnit maydonini tashkil qiladi. Anomal maydon ikki qismdan iborat: Nr mintaqaviy tabiatli maydon va Nl mahalliy (mahalliy) tabiatli dala. Mahalliy anomaliyani mintaqaviy anomaliya ustiga qo'yish mumkin, keyin esa Ha = Nr+Nl.

Ho+Hm+Hb maydonlarining yig‘indisi odatda normal maydon deb ataladi. Biroq, Hb maydoni Hb umumiy geomagnit maydoniga juda kichik hissa qo'shadi. Magnit observatoriyalar va magnit tadqiqotlarga ko'ra, geomagnit maydonni tizimli o'rganish shuni ko'rsatadiki, ichki maydonga nisbatan tashqi maydon 1% dan kam va shuning uchun uni e'tiborsiz qoldirish mumkin. Bunday holda, normal maydon Yerning asosiy magnit maydoniga to'g'ri keladi.

Geomagnit qutblar Yerning magnit o'qi Yer yuzasi bilan kesishgan joyda joylashgan. Shimoliy magnit qutb Janubiy yarimsharda, janubiy qutb esa Shimoliy yarimsharda joylashgan bo'lsa-da, kundalik hayotda ular geografik qutblarga o'xshash deb ataladi.

Vaqt o'tishi bilan magnit qutblar o'z o'rnini o'zgartiradi. Shunday qilib, shimoliy magnit qutb Yer yuzasi bo'ylab kuniga 20,5 m (yiliga 7,5 km), janubiy qutb esa 30 m (yiliga 11 km) ga harakat qiladi.

4. Yerning magnitosfera va radiatsiya kamarlari. Yerning magnit maydoni nafaqat er yuzasiga yaqin, balki uning ustida ham mavjud uzoq masofalar undan kosmik raketalar va sayyoralararo kosmik stantsiyalar yordamida kashf etilgan. 10-14 Yer radiusi masofasida, geomagnit maydon interplate magnit maydoni va quyosh shamoli deb ataladigan maydon bilan uchrashadi. Quyosh shamoli - plazmaning quyosh tojidan (asosan vodorod va geliydan iborat koronal gaz) sayyoralararo bo'shliqqa chiqishi. Quyosh shamoli zarralari (protonlar va elektronlar) tezligi juda katta - taxminan 400 km / s, zarrachalar (korpuskullar) soni 1 sm 3 uchun bir necha o'nlab, harorat 1,5-2 million darajagacha. Magnit maydon va Yer magnit maydoni chegarasida intensivlik taxminan (0,4-0,5)·10-2 A/m ni tashkil qiladi.

Yer magnit maydonining ta'sir doirasi magnitosfera, uning tashqi chegarasi esa magnitopauza deb ataladi (5.3-rasm). Geomagnit maydonga quyosh shamoli sezilarli darajada ta'sir qiladi. Magnitosfera juda katta masofalarga cho'zilgan: eng kichigi - Quyosh tomon - 10-14 Yer radiusiga, eng kattasi - tunda - taxminan 16 Yer radiusiga etadi. Magnit quyruq yanada kattaroq o'lchamlarga ega (Yerning sun'iy yo'ldoshlari ma'lumotlariga ko'ra - yuzlab Yer radiuslari).

5.3-rasm – Yer magnitosferasining tuzilishi: 1 – quyosh shamoli; 2 - zarba jabhasi; 3 - magnit bo'shliq; 4 - magnitopauza; 5 - yuqori chegara qutbli magnitosfera bo'shlig'i; 6 - plazma mantiyasi; 7 – tashqi radiatsiya kamari yoki plazmasfera; 9 - neytral qatlam; 10 - plazma qatlami

Ichki proton kamarining maksimali Yerdan 3,5 radius (22 ming km) masofada joylashgan. Plazmasferaning ichida, Yer yuzasiga yaqin joyda ikkinchi elektron nurlanish kamari mavjud. Qutblar yaqinida bu kamar 100 km masofada joylashgan, ammo uning asosiy qismi sayyora yuzasidan 4,4 - 10 ming km masofada joylashgan. Undagi elektronlar o'nlab yuzlab keV gacha energiyaga ega. Elektron oqimlarining intensivligi sm 2 / s ga 109 zarracha, ya'ni tashqi elektron kamarga nisbatan kattaroq tartib bilan baholanadi.

Radiatsiya kamarlarida radiatsiya kuchi ancha yuqori - kuniga bir necha yuz va hatto minglab biologik ekvivalent rentgen nurlari. Shuning uchun bortida astronavtlar bo'lgan kosmik kemalar ushbu kamarlarning ostida joylashgan orbitalarga chiqariladi.

Agar magnitosfera bo'lmaganida, quyosh va kosmik shamol oqimlari hech qanday qarshilikka duch kelmasdan, Yer yuzasiga shoshilib, barcha tirik mavjudotlarga, shu jumladan odamlarga ham zararli ta'sir ko'rsatadi.

5. Geomagnit maydonning dunyoviy o'zgarishlari. Yer magnitlanishining u yoki bu elementining oʻrtacha yillik qiymatlarini bir necha oʻn yillar va asrlar davomida oʻzgartirish jarayoni dunyoviy oʻzgarishlar, ularning yildan-yilga oʻzgarishi esa dunyoviy yoʻnalish deb ataladi.

"Magnit maydonni materialga muzlatish" ta'siri bizga geomagnit maydonning o'tmishini - uning yo'nalishi va intensivligini baholashga imkon beradi. Har qanday tosh, tarkibida temir yoki boshqa ferromagnit element bo'lgan har qanday modda doimo Yer magnit maydonining ta'siri ostida bo'ladi. Ushbu materialdagi elementar magnitlar o'zlarini magnit maydon chiziqlari bo'ylab yo'naltirishga moyildirlar.

Agar material qizdirilsa, zarrachalarning termal harakati shunchalik baquvvat bo'lib, magnit tartibni buzadigan nuqta keladi. Keyin, material soviganida, Kyuri nuqtasidan boshlab (Kyuri nuqtasi - tog 'jinslari ferromagnit bo'ladigan harorat; toza temir uchun Kyuri nuqtasi 769 ° C, magnetit uchun - 580 ° C), magnit maydon ustunlik qiladi. xaotik harakat kuchlari ustidan. Elementar magnitlar magnit maydon ularga buyurganidek yana bir qatorga joylashadi va tana yana qizdirilguncha shu holatda qoladi. Shunday qilib, geomagnit maydon materialga "muzlatilgan" ko'rinadi.

Hozirgi vaqtda Yerning magnit maydoni har 100 yilda 2,5% ga kamayadi va taxminan 4000 yil ichida bu pasayishning tabiati o'zgarmasa, u nolga tushishi kerak. Biroq, paleomagnitologlar bu sodir bo'lmaydi, deb ta'kidlashadi.

Agar biz Yer magnit maydonining turli xil tebranish davrlariga ega bo'lgan barcha tsiklik egri chiziqlarni qo'shsak, biz "tekislangan yoki o'rtacha egri" deb ataladigan narsani olamiz, bu 8000 yil davriga ega bo'lgan sinusoid bilan juda mos keladi. Hozirgi vaqtda magnit maydon tebranishlarining umumiy qiymati sinusoidning tushayotgan segmentida.

Geomagnit maydonning tebranish davrlarining har xil davom etishi, ko'rinishidan, gidromagnit dinamoning harakatlanuvchi qismlarida muvozanatning yo'qligi va ularning turli xil elektr o'tkazuvchanligi bilan izohlanadi.

Inversiya - joylarda magnit qutblarning almashinishi. Orqaga aylanish jarayonida Shimoliy magnit qutb janubga, janub esa shimolga o'tadi.

Ba'zan, inversiya o'rniga, qutblarning "sakrashi" haqida gapirishadi. Biroq, qutblarga nisbatan bu so'z mutlaqo mos emas, chunki qutblar unchalik tez harakat qilmaydi - ba'zi ma'lumotlarga ko'ra, "sakrash" 5 va hatto 10 ming yil davom etadi.

Oxirgi 600 ming yil ichida geomagnit maydonning teskari oʻzgarishining 12 davri (Gottenborg — 10—12 ming yil, Lachami — 20—24 ming yil va boshqalar) oʻrnatilgan. Sayyoradagi muhim geologik, iqlimiy va biologik o'zgarishlar ana shu davrlarga to'g'ri kelishi xarakterlidir.

6. Geomagnit maydon anomaliyalari. Magnit anomaliya - bu erdagi magnitlanish elementlari qiymatlarining er osti magnitlaridan chetlanishi. normal qiymatlar, bu Yerning bir xil magnitlanishi holatida ma'lum bir joyda kuzatiladi.

Agar biron-bir joyda to'satdan magnit og'ish va moyillik o'zgarishi aniqlansa, bu ferromagnit minerallarni o'z ichiga olgan jinslar yer yuzasi ostida yashiringanligini ko'rsatadi. Bularga magnetit, titano-magnetit, gematit va boshqalar kiradi. Magnetit eng katta magnit sezuvchanlikka ega, shuning uchun uning tog' jinslarida mavjudligi bilan bog'liq ko'plab anomaliyalar mavjud.

Kattaligiga qarab magnit anomaliyalar kontinental, mintaqaviy va mahalliyga bo'linadi. Kontinental anomaliyalar ularning markazlari ostida kuchli girdab oqimlari mavjudligining natijasidir. Mintaqaviy va mahalliy anomaliyalarning sabablari magnit xususiyatlari kuchaygan jinslardir. Ushbu jinslar Yerning magnit maydonida bo'lib, magnitlanadi va qo'shimcha magnit maydon hosil qiladi.

Magnit xossalar u yoki bu darajada barcha jinslarga xosdir. Har qanday tosh magnit maydonga joylashtirilganda uning hajmining har bir elementi magnitlangan bo'ladi. Tashqi magnit maydon ta'sirida moddaning magnitlanishini o'zgartirish qobiliyati magnit sezuvchanlik deb ataladi. ga qarab raqamli qiymat va magnit sezuvchanlik belgisi, barcha tabiiy moddalar uch guruhga bo'linadi: diamagnetik, paramagnit, ferromagnit. Bundan tashqari, diamagnit moddalar uchun magnit sezuvchanlik manfiy, paramagnit va ferromagnit moddalar uchun esa ijobiydir.

Diamagnit moddalar uchun (kvars, marmar, grafit, mis, oltin, kumush, qo'rg'oshin, suv va boshqalar) magnitlanish magnit maydon kuchiga mutanosib bo'lib, unga qaratilgan. Diamagnetik moddalar Yer magnit maydonining zaiflashishiga olib keladi va salbiy magnit anomaliyalarning shakllanishiga yordam beradi.

Paramagnit moddalarda (metamorfik va magmatik jinslar, ishqoriy metallar va boshqalar) magnitlanish magnit maydon kuchiga ham proportsionaldir, lekin diamagnit moddalardan farqli o'laroq, u xuddi shunday yo'nalishga ega. Ferromagnit moddalarda (temir, nikel, kobalt va boshqalar) magnitlanish dia- va paramagnit moddalarga qaraganda ancha yuqori, magnit maydon kuchiga mutanosib emas va harorat va moddaning "magnit tarixi" ga kuchli bog'liqdir. .

Magnit maydon anomaliyalarini yaratishga asosiy hissa ferromagnit minerallar (magnetit, titanomagnetit, ilmenit va boshqalar) va ularni o'z ichiga olgan mag'rur jinslar tomonidan qo'shiladi. Umuman olganda, jinslarning magnit sezgirligi keng chegaralarda (million marta) o'zgarganligi sababli, magnit maydon anomaliyalarining intensivligi ham keng chegaralarda o'zgaradi.

Yerning o'zgaruvchan magnit maydoni. O'zgaruvchan magnit maydonlarning manbalari Yer fazosidan tashqarida joylashgan. O'zlarining kelib chiqishi bo'yicha ular atmosferaning yuqori qatlamlarida (yuzdan bir necha ming kilometrgacha) paydo bo'ladigan induktiv oqimlardir. Induksion oqimlar plazmaning chiqishi natijasida hosil bo'ladi - Quyoshdan uchadigan ikkala belgining (korpuskulyar) zaryadlangan zarralari oqimi. Yerning magnit maydoniga kirib, tanachalar u tomonidan tutiladi va atmosferaning ionlanishi, auroralar, Yerning radiatsiya kamarlarining shakllanishi va boshqalar kabi bir qator murakkab hodisalarni keltirib chiqaradi.

O'zgaruvchan magnit maydon Yerning asosiy magnit maydoniga o'rnatiladi va vaqt o'tishi bilan uning turli xil o'zgarishlarini keltirib chiqaradi. Ulardan ba'zilari muammosiz yuzaga keladi va ma'lum bir naqshga amal qiladi. Bu davriy (bezovtalanmagan) o'zgarishlar deb ataladi. Boshqalari tabiatan xaotikdir, geomagnit maydonning parametrlari (davrlar, amplitudalar, fazalar) doimiy va keskin o'z qiymatini o'zgartiradi.

Quyosh-kunlik o'zgarishlar - bu quyosh kunining uzunligiga teng bo'lgan er magnitlanishi elementlarining o'zgarishi. Er magnitlanishi elementlarining quyosh-kunlik o'zgarishi yil vaqtiga va geografik kenglikka bog'liq, chunki ular Quyoshning ultrabinafsha nurlarining intensivligi va shuning uchun Yerning Quyoshga nisbatan pozitsiyasi bilan belgilanadi. Xarakterli jihati shundaki, tebranishlar fazalari ham kenglikda, ham yil davomida deyarli o'zgarmaydi, asosan tebranishlarning amplitudalari o'zgaradi.

Yer magnitlanishi elementlarining oy-kunlik oʻzgarishlari Oyning ufqqa nisbatan joylashishi bilan bogʻliq boʻlib, Oyning tortishish kuchining yer atmosferasiga taʼsiridan kelib chiqadi. Er magnitlanishi elementlarining oy-kunlik o'zgarishlari kichik - ular quyosh-kunlik o'zgarishlarining atigi 10-15% ni tashkil qiladi.

Bezovta qilingan davriy bo'lmagan tebranishlarga kiradi magnit bo'ronlari. Ulardan biri xarakterli xususiyatlar- to'satdan paydo bo'lishi. Juda sokin magnit maydon fonida, deyarli bir vaqtning o'zida butun dunyo bo'ylab, yer magnitlanishining barcha elementlari birdaniga o'z qiymatlarini o'zgartiradi va bo'ronning keyingi yo'nalishi juda tez va doimiy o'zgarishlarga uchraydi.

Intensivlik (amplituda) bo'yicha magnit bo'ronlari odatda zaif, o'rtacha va katta bo'linadi. Juda katta magnit bo'ronlari paytida yer magnitlanishi elementlarining amplitudalari magnit og'ish uchun bir necha darajaga, vertikal va gorizontal komponentlar uchun -2-4 A / m yoki undan ko'proqqa etadi. Bo'ronlarning intensivligi pastdan yuqori geomagnit kengliklarga ko'tariladi. Bo'ronlarning davomiyligi odatda bir necha kun. Magnit bo'ronlarning chastotasi va kuchi quyosh faolligiga bog'liq.

IN o'tgan yillar Olimlar magnit bo'ronlaridan amaliy foyda olishni boshladilar, ularning yordami bilan Yerni katta chuqurliklarga "tadqiq qilish" imkoniyatiga ega bo'ldilar. Magnit buzilishlar yordamida Yerning ichki qismini o'rganish usuli magnit-tellurik zondlash deb ataladi, chunki u bir vaqtning o'zida Yerdagi magnit buzilishlar va ular tomonidan yuzaga keladigan tellurik (ya'ni er usti) oqimlarini hisobga oladi. Magnit-tellurik zondlash natijasida 300–400 km chuqurlikda Yerning elektr o'tkazuvchanligi keskin oshib borishi aniqlandi. Bu chuqurliklarda Yer amalda izolyator hisoblanadi.

Yerning magnit maydoni - bu sayyora ichidagi manbalar tomonidan yaratilgan shakllanish. U geofizikaning tegishli bo'limining o'rganish ob'ekti hisoblanadi. Keyinchalik, Yerning magnit maydoni nima ekanligini va u qanday hosil bo'lishini batafsil ko'rib chiqamiz.

umumiy ma'lumot

Yer yuzasidan unchalik uzoq bo'lmagan joyda, taxminan uchta radius masofasida, magnit maydonning kuch chiziqlari "ikki qutbli zaryad" tizimi bo'ylab joylashgan. Bu yerda "plazma sfera" deb ataladigan hudud mavjud. Sayyora yuzasidan uzoqlashgani sari quyosh tojidan ionlangan zarrachalar oqimining ta'siri kuchayadi. Bu magnitosferaning Quyosh tomonidan siqilishiga olib keladi va aksincha, Yerning magnit maydoni qarama-qarshi, soya tomondan cho'zilgan.

Plazma sferasi

Atmosferaning yuqori qatlamlaridagi (ionosfera) zaryadlangan zarrachalarning yo'nalishli harakati Yer yuzasi magnit maydoniga sezilarli ta'sir ko'rsatadi. Ikkinchisining joylashuvi sayyora yuzasidan yuz kilometr va undan yuqoriroqdir. Yerning magnit maydoni plazmasferani ushlab turadi. Biroq, uning tuzilishi quyosh shamolining faolligiga va uning chegara qatlami bilan o'zaro ta'siriga kuchli bog'liq. Sayyoramizdagi magnit bo'ronlarining chastotasi esa Quyoshdagi chaqnashlar bilan belgilanadi.

Terminologiya

"Yerning magnit o'qi" tushunchasi mavjud. Bu sayyoraning tegishli qutblaridan o'tadigan to'g'ri chiziq. "Magnit ekvator" - bu o'qga perpendikulyar bo'lgan tekislikning katta doirasi. Undagi vektor gorizontalga yaqin yo'nalishga ega. Yer magnit maydonining o'rtacha kuchi sezilarli darajada bog'liq geografik joylashuvi. Taxminan 0,5 Oe ga, ya'ni 40 A/m ga teng. Magnit ekvatorda xuddi shu ko'rsatkich taxminan 0,34 Oe ni, qutblar yaqinida esa 0,66 Oe ga yaqin.Sayyoramizning ba'zi anomaliyalarida, masalan, Kursk anomaliyasida, indikator ortib boradi va 2 Oe ni tashkil qiladi. Maydon Yer magnitosferasining murakkab tuzilishga ega bo'lgan, uning yuzasiga proyeksiyalangan va o'z qutblarida yaqinlashadigan chiziqlar "magnit meridianlar" deb ataladi.

Voqea tabiati. Taxminlar va taxminlar

Yaqinda Yer magnitosferasining paydo bo'lishi va sayyoramiz radiusining chorakdan uchdan bir qismigacha bo'lgan masofada joylashgan suyuq metall yadrosidagi oqim oqimi o'rtasidagi bog'liqlik haqidagi taxmin mavjud bo'lish huquqini qo'lga kiritdi. Olimlar, shuningdek, er qobig'i yaqinida oqadigan "tellurik oqimlar" haqida taxminlarga ega. Vaqt o'tishi bilan shakllanishning o'zgarishi borligini aytish kerak. So'nggi bir yuz sakson yil ichida Yerning magnit maydoni bir necha bor o'zgargan. Bu okean qobig'ida qayd etilgan va buni qoldiq magnitlanish tadqiqotlari tasdiqlaydi. Okean tizmalarining ikkala tomonidagi maydonlarni solishtirib, bu hududlarning ajralib chiqish vaqti aniqlanadi.

Yerning magnit qutblarining siljishi

Sayyoramizning bu qismlarining joylashuvi doimiy emas. Ularning ko'chishi fakti XIX asr oxiridan beri qayd etilgan. Janubiy yarimsharda magnit qutb bu vaqt ichida 900 km ga siljigan va Hind okeaniga kelib qolgan. Xuddi shunday jarayonlar Shimoliy qismda ham sodir bo'lmoqda. Bu erda qutb Sharqiy Sibirdagi magnit anomaliya tomon harakat qiladi. 1973 yildan 1994 yilgacha bu yerga ko'chib o'tgan masofa 270 km. Bu oldindan hisoblangan ma'lumotlar keyinchalik o'lchovlar bilan tasdiqlangan. Oxirgi ma'lumotlarga ko'ra, Shimoliy yarim sharning magnit qutbining harakat tezligi sezilarli darajada oshdi. O'tgan asrning 70-yillarida yiliga 10 km dan bu asrning boshida 60 km / yilga o'sdi. Shu bilan birga, yer magnit maydonining kuchi notekis ravishda kamayadi. Demak, so‘nggi 22 yil ichida u ba’zi joylarda 1,7 foizga, qayerdadir 10 foizga kamaygan, garchi u, aksincha, oshgan hududlar ham bor. Magnit qutblarning siljishining tezlashishi (yiliga taxminan 3 km) ularning bugungi kunda kuzatilayotgan harakati ekskursiya emas, balki boshqa inversiya deb taxmin qilishga asos beradi.

Bu bilvosita magnitosferaning janubida va shimolida "qutbli bo'shliqlar" ning ko'payishi bilan tasdiqlanadi. Quyosh toji va kosmosning ionlangan moddasi hosil bo'lgan kengayishlarga tezda kirib boradi. Natijada, Yerning qutbli hududlarida ortib borayotgan energiya miqdori to'planadi, bu o'z-o'zidan qutb muzliklarining qo'shimcha isishi bilan to'la.

Koordinatalar

Koinot nurlari fanida geomagnit maydon koordinatalaridan foydalaniladi, unga olim Makilven nomi berilgan. U birinchi bo'lib ulardan foydalanishni taklif qildi, chunki ular magnit maydondagi zaryadlangan elementlarning faolligining o'zgartirilgan versiyalariga asoslangan. Nuqta uchun ikkita koordinatadan foydalaniladi (L, B). Ular magnit qobiqni (McIlwain parametri) va maydon induksiyasini tavsiflaydi L. Ikkinchisi sferaning o'rtacha masofasining sayyora markazidan uning radiusiga nisbatiga teng parametrdir.

"Magnit moyillik"

Bir necha ming yil oldin xitoyliklar ajoyib kashfiyot qilishdi. Ular magnitlangan jismlarni ma'lum bir yo'nalishda joylashtirish mumkinligini aniqladilar. XVI asr o'rtalarida esa nemis olimi Georg Kartman bu sohada yana bir kashfiyot qildi. "Magnit moyillik" tushunchasi shunday paydo bo'ldi. Bu nom sayyora magnitosferasi ta'sirida gorizontal tekislikdan yuqoriga yoki pastga o'qning og'ish burchagini bildiradi.

Tadqiqotlar tarixidan

Geografik ekvatordan farq qiladigan shimoliy magnit ekvator mintaqasida shimoliy uchi pastga, janubda esa aksincha, yuqoriga qarab harakatlanadi. 1600 yilda ingliz shifokori Uilyam Gilbert birinchi marta ilgari magnitlangan jismlarning ma'lum xatti-harakatlarini keltirib chiqaradigan Yerning magnit maydonining mavjudligi haqida taxminlar qildi. U o'z kitobida temir o'q bilan jihozlangan to'p bilan tajribani tasvirlab berdi. Tadqiqotlari natijasida u Yer katta magnit degan xulosaga keldi. Ingliz astronomi Genri Gellibrant ham tajribalar o'tkazdi. Kuzatishlari natijasida u Yerning magnit maydoni sekin o'zgarishlarga duchor bo'ladi, degan xulosaga keldi.

Xose de Akosta kompasdan foydalanish imkoniyatini tasvirlab berdi. U, shuningdek, magnit va Shimoliy qutblarning bir-biridan qanday farq qilishini aniqladi mashhur Tarix(1590) magnit burilishsiz chiziqlar nazariyasi asoslandi. Ko‘rib chiqilayotgan masalani o‘rganishga Xristofor Kolumb ham katta hissa qo‘shdi. U magnit og'ishning o'zgaruvchanligini kashf qilish uchun mas'ul edi. Transformatsiyalar geografik koordinatalarning o'zgarishiga qarab amalga oshiriladi. Magnit og'ish - ignaning shimoliy-janub yo'nalishidan og'ish burchagi. Kolumbning kashfiyoti munosabati bilan tadqiqotlar kuchaydi. Yerning magnit maydoni nima ekanligi haqidagi ma'lumot navigatorlar uchun juda zarur edi. Bu muammo ustida M.V.Lomonosov ham ishlagan. Er magnitlanishini o'rganish uchun u doimiy nuqtalar (rasadxonalarga o'xshash) yordamida tizimli kuzatishlar o'tkazishni tavsiya qildi. Lomonosovning so'zlariga ko'ra, buni dengizda qilish ham juda muhim edi. Buyuk olimning bu g'oyasi oltmish yildan keyin Rossiyada amalga oshirildi. Kanada arxipelagidagi magnit qutbning kashfiyoti qutb tadqiqotchisi ingliz Jon Rossga tegishli (1831). Va 1841 yilda u sayyoraning boshqa qutbini kashf etdi, ammo Antarktidada. Yer magnit maydonining kelib chiqishi haqidagi gipotezani Karl Gauss ilgari surgan. Tez orada u uning katta qismi sayyora ichidagi manbadan oziqlanishini isbotladi, ammo uning kichik og'ishlari sababi shundaki. tashqi muhit.

Zamonaviy g'oyalarga ko'ra, u taxminan 4,5 milliard yil oldin shakllangan va shu paytdan boshlab sayyoramiz magnit maydon bilan o'ralgan. Erdagi hamma narsa, jumladan, odamlar, hayvonlar va o'simliklar unga ta'sir qiladi.

Magnit maydon taxminan 100 000 km balandlikka cho'ziladi (1-rasm). U barcha tirik organizmlar uchun zararli bo'lgan quyosh shamoli zarralarini yo'naltiradi yoki ushlaydi. Bu zaryadlangan zarralar Yerning radiatsiya kamarini tashkil qiladi va ular joylashgan Yerga yaqin fazoning butun hududi deyiladi. magnitosfera(2-rasm). Yerning Quyosh tomonidan yoritilgan tomonida magnitosfera radiusi taxminan 10-15 Yer radiusi bo'lgan sferik sirt bilan chegaralangan va qarama-qarshi tomonda u kometa dumi kabi bir necha minggacha masofaga cho'zilgan. Yer radiuslari, geomagnit quyruq hosil qiladi. Magnitosfera sayyoralararo maydondan o'tish hududi bilan ajratilgan.

Yerning magnit qutblari

Yer magnitining oʻqi yerning aylanish oʻqiga nisbatan 12° ga qiyshaygan. U Yer markazidan taxminan 400 km uzoqlikda joylashgan. Bu o'qning sayyora yuzasini kesib o'tadigan nuqtalari magnit qutblar. Yerning magnit qutblari haqiqiy geografik qutblarga to‘g‘ri kelmaydi. Hozirgi vaqtda magnit qutblarning koordinatalari quyidagicha: shimol - 77° shimoliy kenglik. va 102 ° Vt; janubiy - (65° jan. va 139° shim.).

Guruch. 1. Yer magnit maydonining tuzilishi

Guruch. 2. Magnitosferaning tuzilishi

Bir magnit qutbdan ikkinchisiga o'tadigan kuch chiziqlari deyiladi magnit meridianlar. Magnit va geografik meridianlar o'rtasida burchak hosil bo'ladi, deyiladi magnit og'ish. Erdagi har bir joy o'ziga xos egilish burchagiga ega. Moskva viloyatida egilish burchagi sharqqa 7 °, Yakutskda esa g'arbga taxminan 17 °. Bu Moskvadagi kompas ignasining shimoliy uchi Moskvadan o'tadigan geografik meridianning o'ng tomoniga T ga, Yakutskda esa mos keladigan meridianning chap tomoniga 17 ° ga og'ishini anglatadi.

Erkin osilgan magnit igna gorizontal ravishda faqat magnit ekvator chizig'ida joylashgan bo'lib, u geografik bilan mos kelmaydi. Agar magnit ekvatordan shimolga harakat qilsangiz, ignaning shimoliy uchi asta-sekin tushadi. Magnit igna va gorizontal tekislik hosil qilgan burchak deyiladi magnit moyillik. Shimoliy va janubiy magnit qutblarda magnit moyillik eng katta. Bu 90 ° ga teng. Shimoliy magnit qutbda erkin osilgan magnit igna shimoliy uchi pastga qarab vertikal ravishda o'rnatiladi va janubiy magnit qutbda uning janubiy uchi pastga tushadi. Shunday qilib, magnit igna er yuzasi ustidagi magnit maydon chiziqlarining yo'nalishini ko'rsatadi.

Vaqt o'tishi bilan magnit qutblarning er yuzasiga nisbatan pozitsiyasi o'zgaradi.

Magnit qutb 1831 yilda tadqiqotchi Jeyms C. Ross tomonidan hozirgi joylashuvidan yuzlab kilometr uzoqlikda kashf etilgan. Bir yilda o'rtacha 15 km yuradi. So'nggi yillarda magnit qutblarning harakat tezligi keskin oshdi. Masalan, Shimoliy magnit qutb hozirda yiliga taxminan 40 km tezlikda harakatlanmoqda.

Yerning magnit qutblarining teskari aylanishi deyiladi magnit maydon inversiyasi.

Sayyoramizning butun geologik tarixi davomida Yerning magnit maydoni o'z qutblarini 100 martadan ko'proq o'zgartirdi.

Magnit maydon intensivligi bilan tavsiflanadi. Yerning ba'zi joylarida magnit maydon chiziqlari normal maydondan chetga chiqib, anomaliyalarni hosil qiladi. Masalan, Kursk magnit anomaliyasi (KMA) hududida maydon kuchi odatdagidan to'rt baravar yuqori.

Yerning magnit maydonida kunlik o'zgarishlar mavjud. Yer magnit maydonidagi bu o'zgarishlarning sababi atmosferada oqayotgan elektr toklaridir. baland balandlik. Ular quyosh radiatsiyasidan kelib chiqadi. Quyosh shamoli ta'sirida Yerning magnit maydoni buziladi va Quyoshdan yuz minglab kilometrlarga cho'zilgan yo'nalishda "iz" ga ega bo'ladi. Quyosh shamolining asosiy sababi, biz allaqachon bilganimizdek, quyosh tojidan materiyaning juda ko'p chiqishidir. Ular Yerga qarab harakatlanar ekan, ular magnit bulutlarga aylanadi va Yerda kuchli, ba'zan ekstremal buzilishlarga olib keladi. Ayniqsa, Yer magnit maydonining kuchli buzilishlari - magnit bo'ronlari. Ba'zi magnit bo'ronlari butun Yer bo'ylab to'satdan va deyarli bir vaqtning o'zida boshlanadi, boshqalari esa asta-sekin rivojlanadi. Ular bir necha soat yoki hatto kun davom etishi mumkin. Magnit bo'ronlar ko'pincha quyosh yonishidan 1-2 kun o'tgach, Yerning Quyosh tomonidan chiqarilgan zarrachalar oqimidan o'tishi tufayli sodir bo'ladi. Kechikish vaqtiga asoslanib, bunday korpuskulyar oqim tezligi bir necha million km / soat deb baholanadi.

Kuchli magnit bo'ronlari paytida telegraf, telefon va radioning normal ishlashi buziladi.

Magnit bo'ronlar ko'pincha 66-67 ° kenglikda (avrora zonasida) kuzatiladi va auroralar bilan bir vaqtda sodir bo'ladi.

Yerning magnit maydonining tuzilishi hududning kengligiga qarab o'zgaradi. Magnit maydonning o'tkazuvchanligi qutblarga qarab ortadi. Qutbli hududlarda magnit maydon chiziqlari yer yuzasiga ko'proq yoki kamroq perpendikulyar bo'lib, huni shaklidagi konfiguratsiyaga ega. Ular orqali kun yoqasidan kelayotgan quyosh shamolining bir qismi magnitosferaga, keyin esa atmosferaning yuqori qatlamlariga kiradi. Magnit bo'ronlar paytida magnitosferaning dumidan zarralar bu erga shoshilib, Shimoliy va Janubiy yarim sharning yuqori kengliklarida atmosferaning yuqori chegaralariga etib boradi. Aynan mana shu zaryadlangan zarralar bu yerda auroralarni keltirib chiqaradi.

Shunday qilib, magnit bo'ronlari va magnit maydondagi kunlik o'zgarishlar, biz allaqachon aniqlaganimizdek, quyosh radiatsiyasi bilan izohlanadi. Ammo Yerning doimiy magnitlanishini yaratadigan asosiy sabab nima? Nazariy jihatdan, Yer magnit maydonining 99 foizi sayyora ichida yashiringan manbalar tufayli yuzaga kelishini isbotlash mumkin edi. Asosiy magnit maydon Yerning chuqurligida joylashgan manbalardan kelib chiqadi. Ularni taxminan ikki guruhga bo'lish mumkin. Ularning asosiy qismi er yadrosidagi jarayonlar bilan bog'liq bo'lib, bu erda elektr o'tkazuvchan moddalarning uzluksiz va muntazam harakati tufayli elektr toklari tizimi yaratiladi. Ikkinchisi, er qobig'idagi jinslarning asosiy magnitlanganligi bilan bog'liq elektr maydoni(yadro maydoni), o'zlarining magnit maydonini yarating, bu yadroning magnit maydoni bilan birlashtiriladi.

Yer atrofidagi magnit maydonidan tashqari boshqa sohalar ham mavjud: a) tortishish; b) elektr; c) termal.

Gravitatsion maydon Yer tortishish maydoni deb ataladi. U geoid yuzasiga perpendikulyar plumb chizig'i bo'ylab yo'naltirilgan. Agar Yer inqilob ellipsoidi shakliga ega bo'lsa va unda massalar teng taqsimlangan bo'lsa, unda u oddiy tortishish maydoniga ega bo'lar edi. Haqiqiy tortishish maydonining intensivligi va nazariy o'rtasidagi farq tortishish anomaliyasidir. Turli materiallar tarkibi va jinslarning zichligi bu anomaliyalarni keltirib chiqaradi. Ammo boshqa sabablar ham bo'lishi mumkin. Ularni tushuntirish mumkin keyingi jarayon- qattiq va nisbatan engil er qobig'ining og'irroq yuqori mantiyadagi muvozanati, bu erda yotqizilgan qatlamlarning bosimi tenglashadi. Bu oqimlar tektonik deformatsiyalarni, litosfera plitalarining harakatini keltirib chiqaradi va shu bilan Yerning makrorelefini yaratadi. Gravitatsiya Yerdagi atmosferani, gidrosferani, odamlarni, hayvonlarni ushlab turadi. Geografik konvertdagi jarayonlarni o'rganishda tortishish kuchini hisobga olish kerak. Atama " geotropizm" Bu o'simlik organlarining o'sish harakatlari bo'lib, ular tortishish kuchi ta'sirida har doim Yer yuzasiga perpendikulyar bo'lgan birlamchi ildizning o'sishining vertikal yo'nalishini ta'minlaydi. Gravitatsiya biologiyasi o'simliklardan eksperimental mavzu sifatida foydalanadi.

Agar tortishish hisobga olinmasa, raketalarni uchirish uchun dastlabki ma'lumotlarni hisoblash mumkin emas va kosmik kemalar, rudali minerallarning gravimetrik qidiruvini va nihoyat, imkonsiz qiladi yanada rivojlantirish astronomiya, fizika va boshqa fanlar.

Ushbu global modellar - masalan, Xalqaro geomagnit mos yozuvlar maydoni (IGRF) va Jahon magnit modeli (WMM)- turli xalqaro geofizik tashkilotlar tomonidan yaratiladi va har 5 yilda yangilangan Gauss koeffitsientlari to'plamlari tasdiqlanadi va nashr etiladi, ular geomagnit maydon holati va uning parametrlari to'g'risidagi barcha ma'lumotlarni aniqlaydi. Shunday qilib, WMM2015 modeliga ko'ra, shimoliy geomagnit qutb (asosan bu Janubiy qutb magnit) koordinatalari 80,37° N. w. va 72,62 ° W. d., janubiy geomagnit qutb - 80,37° janub. kenglik, 107,38° sharq. d., dipol o'qining Yerning aylanish o'qiga nisbatan moyilligi 9,63 ° ga teng.

Jahon anomaliya maydonlari

Yer magnit maydonining haqiqiy maydon chiziqlari, garchi o'rtacha dipol maydon chiziqlariga yaqin bo'lsa-da, ulardan sirtga yaqin joylashgan magnitlangan jinslarning mavjudligi bilan bog'liq mahalliy tartibsizliklar bilan farqlanadi. Shu sababli, er yuzasining ba'zi joylarida maydon parametrlari yaqin hududlardagi qiymatlardan juda farq qiladi va magnit anomaliyalar deb ataladi. Agar magnitlangan jismlar turli chuqurliklarda yotsa, ular bir-birining ustiga chiqishi mumkin.

Tashqi qobiqlarning kengaytirilgan mahalliy mintaqalarining magnit maydonlarining mavjudligi quyidagilarga olib keladi: haqiqiy magnit qutblar- ball (aniqrog'i, kichik joylar), magnit maydon chiziqlari mutlaqo vertikal bo'lgan, geomagnit bilan mos kelmaydi va ular Yerning o'zida emas, balki uning ostida yotadi. Ma'lum bir vaqtda magnit qutblarning koordinatalari ham ramka ichida hisoblanadi turli modellar iterativ usul yordamida Gauss qatoridagi barcha koeffitsientlarni topish orqali geomagnit maydon. Shunday qilib, joriy WMM modeliga ko'ra, 2015 yilda shimoliy magnit qutb 86 ° N da joylashgan. kenglik, 159°w. uzun, janubi esa 64° S. kenglik, 137° sharq. Joriy IGRF12 modelining qiymatlari biroz farq qiladi: 86,3 ° N. kenglik, 160 ° w. uzun., shimoliy qutb uchun, janubda 64,3°. kenglik, janubiy uchun 136,6° D.

Mos ravishda, magnit o'qi- magnit qutblardan o'tuvchi to'g'ri chiziq Yerning markazidan o'tmaydi va uning diametri emas.

Barcha qutblarning pozitsiyalari doimiy ravishda o'zgarib turadi - geomagnit qutb geografik qutbga nisbatan taxminan 1200 yillik davr bilan o'tadi.

Tashqi magnit maydon

U atmosferasida er yuzasidan tashqarida joylashgan oqim tizimlari ko'rinishidagi manbalar tomonidan aniqlanadi. Atmosferaning yuqori qismida (100 km va undan yuqori) - ionosferada - uning molekulalari ionlashtirilib, plazma hosil qiladi, shuning uchun Yer magnitosferasining uch radiusigacha bo'lgan masofaga cho'zilgan bu qismi deyiladi. plazmasfera. Plazma Yerning magnit maydoni tomonidan ushlab turiladi, lekin uning holati quyosh shamoli - quyosh tojining plazma oqimi bilan o'zaro ta'siri bilan belgilanadi.

Shunday qilib, Yer yuzasidan kattaroq masofada magnit maydon assimetrikdir, chunki u quyosh shamoli ta'sirida buziladi: Quyosh tomonidan u siqiladi va Quyosh yo'nalishi bo'yicha "" ga ega bo'ladi. Oy orbitasidan tashqarida yuz minglab kilometrlarga cho'zilgan iz". Ushbu o'ziga xos "dumli" shakl quyosh shamolining plazmasi va quyosh korpuskulyar oqimlari er yuzasi atrofida oqayotganda paydo bo'ladi. magnitosfera- Quyosh va boshqa sayyoralararo manbalar emas, balki Yerning magnit maydoni tomonidan boshqariladigan Yerga yaqin fazo hududi; u sayyoralararo fazodan ajratilgan magnitopauza, bu erda quyosh shamolining dinamik bosimi o'z magnit maydonining bosimi bilan muvozanatlanadi. Magnitosferaning quyosh osti nuqtasi o'rtacha 10 masofada joylashgan yer radiusi * R⊕ ; zaif quyosh shamoli bilan bu masofa 15-20 R⊕ ga etadi va Yerdagi magnit buzilishlar davrida magnitopauza geostatsionar orbitadan (6,6 R⊕) tashqariga chiqishi mumkin. Kecha tomonidagi cho'zilgan quyruq diametri taxminan 40 R⊕ va uzunligi 900 R⊕ dan ortiq; taxminan 8 R⊕ masofadan boshlab, maydon induksiyasi nolga yaqin bo'lgan tekis neytral qatlam bilan qismlarga bo'linadi.

Induksion chiziqlarning o'ziga xos konfiguratsiyasi tufayli geomagnit maydon zaryadlangan zarralar - protonlar va elektronlar uchun magnit tuzoq hosil qiladi. U ularning juda ko'p sonini ushlaydi va ushlab turadi, shuning uchun magnitosfera zaryadlangan zarralarning o'ziga xos rezervuaridir. Ularning umumiy massasi, ko'ra turli taxminlar, 1 kg dan 10 kg gacha. Ular deb atalmish hosil qiladi radiatsiya kamari, Yerni har tomondan qoplaydi, qutb mintaqalaridan tashqari. U shartli ravishda ikkiga bo'linadi - ichki va tashqi. Ichki kamarning pastki chegarasi taxminan 500 km balandlikda, qalinligi bir necha ming kilometrni tashkil qiladi. Tashqi kamar 10-15 ming km balandlikda joylashgan. Radiatsiya kamarining zarralari Lorents kuchi ta'sirida Shimoliy yarim shardan janubiy yarimsharga va orqaga murakkab davriy harakatlarni amalga oshiradi, shu bilan birga bir vaqtning o'zida azimutda Yer atrofida sekin harakatlanadi. Energiyaga qarab, ular bir necha daqiqadan bir kungacha Yer atrofida to'liq aylanishni amalga oshiradilar.

Magnitosfera kosmik zarralar oqimining Yerga yaqinlashishiga imkon bermaydi. Biroq, uning dumida, Yerdan juda uzoq masofalarda, geomagnit maydonning intensivligi va shuning uchun uning himoya xususiyatlari zaiflashadi va quyosh plazmasining ba'zi zarralari magnitosferaga va radiatsiya kamarlarining magnit tuzoqlariga kirishga qodir. Shunday qilib, quyruq auroralar va auroral oqimlarni keltirib chiqaradigan cho'kindi zarrachalar oqimlarining shakllanishi uchun joy bo'lib xizmat qiladi. Qutbli hududlarda quyosh plazmasi oqimining bir qismi Yerning radiatsiya kamaridan atmosferaning yuqori qatlamlariga kirib boradi va kislorod va azot molekulalari bilan to'qnashib, ularni qo'zg'atadi yoki ionlashtiradi va ular qo'zg'almas holatga qaytganda, kislorod atomlari fotonlarni chiqaradi. l = 0,56 mkm va l = 0,63 mkm bo'lsa, ionlangan azot molekulalari rekombinatsiya paytida spektrning ko'k va binafsha chiziqlarini ajratib turadi. Shu bilan birga, auroralar kuzatiladi, ayniqsa magnit bo'ronlar paytida dinamik va yorqin. Ular quyosh faolligining kuchayishi bilan quyosh shamolining zichligi va tezligining oshishi natijasida kelib chiqqan magnitosferadagi buzilishlar paytida yuzaga keladi.

Maydon parametrlari

Yer maydonining magnit induktsiya chiziqlari holatining vizual tasviri vertikal va gorizontal o'q atrofida (masalan, gimbal suspenziyasida) erkin aylana oladigan tarzda o'rnatilgan magnit igna tomonidan berilgan - Yer yuzasiga yaqin har bir nuqtada bu chiziqlar bo'ylab ma'lum bir tarzda o'rnatiladi.

Magnit va geografik qutblar bir-biriga to'g'ri kelmaganligi sababli, magnit igna shimoldan janubga faqat taxminan yo'nalishni ko'rsatadi. Magnit igna o'rnatilgan vertikal tekislik ma'lum joyning magnit meridianining tekisligi deb ataladi va bu tekislik Yer yuzasini kesib o'tadigan chiziq deyiladi. magnit meridian. Shunday qilib, magnit meridianlar - bu shimoliy va janubiy magnit qutblarda birlashuvchi Yerning magnit maydon chiziqlarining uning yuzasiga proektsiyalari. Magnit va geografik meridianlarning yo'nalishlari orasidagi burchak deyiladi magnit og'ish. Magnit ignaning shimoliy qutbi geografik meridianning vertikal tekisligidan g'arbga yoki sharqqa og'ishiga qarab, u g'arbiy (ko'pincha "-" bilan ko'rsatilgan) yoki sharqiy ("+" bilan ko'rsatilgan) bo'lishi mumkin.

Bundan tashqari, Yerning magnit maydon chiziqlari, umuman olganda, uning yuzasiga parallel emas. Bu shuni anglatadiki, Yer maydonining magnit induksiyasi ma'lum bir joyning ufq tekisligida yotmaydi, lekin bu tekislik bilan ma'lum bir burchak hosil qiladi - bu deyiladi. magnit moyillik. U faqat nuqtalarda nolga yaqin magnit ekvator- doiralar katta doira magnit o'qiga perpendikulyar bo'lgan tekislikda.

Magnit og'ish va magnit moyillik har bir aniq joyda Yer maydonining magnit induksiyasi yo'nalishini aniqlaydi. Va bu miqdorning raqamli qiymatini magnit induksiya vektorining moyilligi va proyeksiyalaridan birini bilish orqali topish mumkin. B (\displaystyle \mathbf (B))- vertikal yoki gorizontal o'q(ikkinchisi amalda qulayroq bo'lib chiqadi). Shunday qilib, bu uchta parametr magnit og'ish, moyillik va magnit induksiya vektorining B (yoki magnit maydon kuchi vektori) kattaligidir. H (\displaystyle \mathbf (H))) - ma'lum bir joyda geomagnit maydonni to'liq tavsiflash. Ularning Yerdagi mumkin bo'lgan eng ko'p nuqtalar haqidagi aniq bilimlari juda katta muhim. Maxsus magnit kartalar tuziladi, ularda izogonlar(bir xil moyillikdagi chiziqlar) va izoklinlar kompas yordamida yo'naltirish uchun zarur bo'lgan (teng moyillik chiziqlari).

Oʻrtacha Yer magnit maydonining intensivligi 25 000 dan 65 000 nT gacha (0,25 - 0,65 G) va geografik joylashuvga juda bog'liq. Bu taxminan 0,5 (40 /) maydonning o'rtacha kuchiga to'g'ri keladi. Magnit ekvatorda uning qiymati taxminan 0,34, magnit qutblarda - taxminan 0,66 Oe.Ba'zi hududlarda (magnit anomaliyalar) intensivlik keskin oshadi: Kursk magnit anomaliyasi hududida u 2 Oe ga etadi.

Yer magnit maydonining tabiati

Birinchi marta J. Larmor 1919 yilda Yer va Quyoshning magnit maydonlarining mavjudligini tushuntirishga harakat qilib, dinamo tushunchasini taklif qildi, unga ko'ra samoviy jismning magnit maydonining saqlanishi ta'sir ostida sodir bo'ladi. elektr o'tkazuvchi muhitning gidrodinamik harakati. Biroq, 1934 yilda T. Kouling gidrodinamik dinamo mexanizmi orqali akssimmetrik magnit maydonni ushlab turishning mumkin emasligi haqidagi teoremani isbotladi. Va ularning aksariyati o'qiganligi sababli samoviy jismlar(va ayniqsa Yer) eksenel simmetrik hisoblangan, shu asosda ularning maydoni ham eksenel simmetrik bo'ladi, deb taxmin qilish mumkin edi, keyin esa bu printsip bo'yicha uni yaratish bu teorema bo'yicha imkonsiz bo'ladi. Keyinchalik magnit maydon hosil qilish jarayonini tavsiflovchi eksenel simmetriyaga ega bo'lgan barcha tenglamalar eksenel simmetrik echimga ega bo'lmasligi ko'rsatildi va 1950-yillarda. assimetrik yechimlar topildi.

O'shandan beri dinamo nazariyasi muvaffaqiyatli rivojlanmoqda va bugungi kunda Yer va boshqa sayyoralarning magnit maydonining kelib chiqishi uchun umumiy qabul qilingan eng ehtimolli tushuntirish - bu o'tkazgichda elektr tokini yaratishga asoslangan o'z-o'zidan hayajonli dinamo mexanizmi. bu oqimlarning o'zlari tomonidan yaratilgan va kuchaytirilgan magnit maydonda harakat qilganda. Kerakli shartlar Yer yadrosida hosil bo'ladi: suyuq tashqi yadroda, asosan, taxminan 4-6 ming kelvin haroratda, tokni mukammal o'tkazadigan temirdan iborat bo'lib, qattiq ichki yadrodan issiqlikni olib tashlaydigan konvektiv oqimlar hosil bo'ladi. radioaktiv elementlarning parchalanishi yoki sayyora asta-sekin sovishi natijasida ichki va tashqi yadro o'rtasidagi chegarada materiyaning qattiqlashishi paytida yashirin issiqlikning chiqishi). Koriolis kuchlari bu oqimlarni xarakterli spirallarga aylantirib, deb ataladigan narsalarni hosil qiladi Teylor ustunlari. Qatlamlarning ishqalanishi tufayli ular halqa oqimlarini hosil qilib, elektr zaryadini oladi. Shunday qilib, Faraday diskida bo'lgani kabi (dastlab mavjud bo'lsa-da, juda zaif) magnit maydonida harakatlanadigan o'tkazgichlarda o'tkazuvchi zanjir bo'ylab aylanib yuruvchi oqimlar tizimi yaratiladi. U magnit maydon hosil qiladi, bu qulay oqim geometriyasi bilan boshlang'ich maydonni kuchaytiradi va bu, o'z navbatida, oqimni kuchaytiradi va kuchaytirish jarayoni Joule issiqlik yo'qotishlari, kuchaygan oqim bilan o'sib borayotgan energiya oqimini muvozanatlashtirmaguncha davom etadi. gidrodinamik harakatlardan kelib chiqadi.

Bu jarayon matematik tarzda tasvirlangan differensial tenglama

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

Qayerda u- suyuqlik oqimi tezligi; B- magnit induksiya, ē = 1/ms - magnit yopishqoqlik, s - suyuqlikning elektr o'tkazuvchanligi, m - magnit o'tkazuvchanligi, u deyarli bir-biridan farq qilmaydi. yuqori harorat m 0 dan yadrolar - vakuum o'tkazuvchanligi.

Biroq, to'liq tavsif uchun magnithidrodinamik tenglamalar tizimini yozish kerak. Boussinesq yaqinlashuvida (uning ichida suyuqlikning barcha fizik xususiyatlari doimiy deb hisoblanadi, Arximed kuchidan tashqari, uni hisoblashda harorat farqlari tufayli zichlikdagi o'zgarishlar hisobga olinadi) bu:

• Navier-Stokes tenglamasi, aylanish va magnit maydonning qo'shma ta'sirini ifodalovchi atamalarni o'z ichiga oladi:

r 0 (∂ u ∂ t + u ⋅ ∇ u) = - ∇ P + r 0 n ∇ 2 u + r g ¯ - 2 r 0 ũ × u + J × B (\displaystyle \rho _(0)\chap) ((\frac (\qisman \mathbf (u) )(\qisman t))+\mathbf (u) \cdot \mathbf (\nabla ) \mathbf (u) \o'ng)=-\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) ).

• Energiyaning saqlanish qonunini ifodalovchi issiqlik o'tkazuvchanlik tenglamasi:

∂ T ∂ t + u ⋅ ∇ T = k ∇ 2 T + s (\displaystyle (\frac (\qisman T)(\qisman t))+\mathbf (u) \cdot \mathbf (\nabla ) T=\ kappa \mathbf (\nabla ) ^(2)T+\epsilon ),

Bu borada 1995 yilda Yaponiya va Qo'shma Shtatlar guruhlari muvaffaqiyatga erishdilar. Shu paytdan boshlab bir qator raqamli modellashtirish ishlarining natijalari geomagnit maydonning dinamikada, shu jumladan inversiyada sifat xususiyatlarini qoniqarli tarzda takrorlaydi.

Yer magnit maydonidagi o'zgarishlar

Bu 1990-yillarning o'rtalariga kelib 45 ° ga yetgan qutblarning ochilish burchagining (shimol va janubdagi magnitosferadagi qutbli bo'shliqlar) hozirgi ortishi bilan tasdiqlanadi. Quyosh shamoli, sayyoralararo fazo va kosmik nurlarning radiatsiyaviy moddasi kengaygan bo'shliqlarga kirib boradi, buning natijasida qutb mintaqalariga ko'proq materiya va energiya kiradi, bu esa qutb qopqoqlarining qo'shimcha isishiga olib kelishi mumkin. ] .

Geomagnit koordinatalar (McIlwain koordinatalari)

Kosmik nurlar fizikasi olim Karl Makilveyn nomi bilan atalgan geomagnit maydonda o'ziga xos koordinatalardan keng foydalanadi. Karl Makilveyn), ulardan foydalanishni birinchi bo'lib kim taklif qilgan, chunki ular magnit maydondagi zarralar harakatining o'zgarmasligiga asoslangan. Dipol maydonidagi nuqta ikkita koordinata (L, B) bilan tavsiflanadi, bu erda L magnit qobiq deb ataladigan narsa yoki McIlwain parametridir. L-qobiq, L-qiymati, McIlwain L-parametri), B - magnit maydon induksiyasi (odatda G da). Magnit qobiqning parametri odatda geomagnit ekvator tekisligidagi haqiqiy magnit qobiqning Yer markazidan o'rtacha masofasining Yer radiusiga nisbatiga teng bo'lgan L qiymati sifatida qabul qilinadi. .

Tadqiqotlar tarixi

Bir necha ming yil oldin Qadimgi Xitoy magnitlangan jismlar ma'lum bir yo'nalishda joylashganligi ma'lum edi, xususan, kompas ignasi doimo fazoda ma'lum bir pozitsiyani egallaydi. Buning sharofati bilan insoniyat uzoq vaqtdan beri bunday o'q (kompas) yordamida qirg'oqlardan uzoqda joylashgan ochiq dengizda harakatlana olgan. Biroq, Kolumbning Evropadan Amerikaga sayohati oldidan (1492) hech kim bu hodisani o'rganishga alohida e'tibor bermadi, chunki o'sha davr olimlari bu Shimoliy Yulduz tomonidan ignani jalb qilish natijasida yuzaga keladi, deb hisoblashgan. Evropada va uni yuvadigan dengizlarda kompas o'sha paytda deyarli geografik meridian bo'ylab o'rnatilgan. Atlantika okeanini kesib o'tayotganda, Kolumb Evropa va Amerika o'rtasidagi taxminan yarmida kompas ignasi g'arbga deyarli 12 ° og'ib ketganini payqadi. Bu haqiqat Shimoliy Yulduz tomonidan ignani jalb qilish haqidagi oldingi gipotezaning to'g'riligiga shubha uyg'otdi va yana jiddiy o'rganishga turtki berdi. ochiq hodisa: Yerning magnit maydoni haqidagi ma'lumot dengizchilarga kerak edi. Shu paytdan boshlab yer magnitlanishi fani boshlandi, magnit og'ishning keng tarqalgan o'lchovlari boshlandi, ya'ni geografik meridian va magnit igna o'qi orasidagi burchak, ya'ni magnit meridian. 1544 yilda nemis olimi Georg Xartman yangi hodisani kashf etdi: magnit igna nafaqat geografik meridiandan chetga chiqadi, balki tortishish markazidan osilgan holda, gorizontal tekislikka ma'lum bir burchak ostida turishga intiladi, bu magnit moyillik deb ataladi.

Shu paytdan boshlab, olimlar burilish hodisasini o'rganish bilan birga magnit ignaning moyilligini ham o'rganishga kirishdilar. Xose de Akosta (biri geofizika asoschilari, Gumboldtga ko'ra) o'zining Hikoyalar(1590) birinchi marta magnit og'ishsiz to'rtta chiziq nazariyasi paydo bo'ldi. U kompasdan foydalanishni, burilish burchagini, Magnit qutb va Shimoliy qutb o'rtasidagi farqlarni va bir nuqtadan ikkinchisiga og'ishlarning o'zgarishini tasvirlab, Azor kabi nol burilishli joylarni aniqladi.

Kuzatishlar natijasida er yuzasining turli nuqtalarida og'ish va moyillik har xil qiymatlarga ega ekanligi aniqlandi. Bundan tashqari, ularning nuqtadan nuqtaga o'zgarishi qandaydir murakkab naqshga bo'ysunadi. Uning tadqiqotlari Angliya qirolichasi Yelizaveta saroy shifokori va tabiat faylasufi Uilyam Gilbertga 1600 yilda o'zining "De Magnete" kitobida qutblari geografik qutblarga to'g'ri keladigan magnit, degan farazni ilgari surishga imkon berdi. Boshqacha qilib aytganda, V. Gilbert Yer maydoni magnitlangan sharning maydoniga o'xshash deb hisoblagan. V. Gilbert o'z bayonotini magnitlangan temir shar va kichik temir o'q bo'lgan sayyoramiz modeli bilan tajribaga asosladi. Gilbert, uning gipotezasi foydasiga asosiy dalil, bunday modelda o'lchangan magnit moyillik er yuzasida kuzatilgan moyillik bilan deyarli bir xil bo'lib chiqdi, deb hisobladi. Gilbert erning qiyshayishi bilan modelning qiyshayishi oʻrtasidagi tafovutni qitʼalarning magnit igna ustidagi burilish taʼsiri bilan izohladi. Keyinchalik aniqlangan ko'pgina faktlar Gilbert gipotezasiga to'g'ri kelmasa ham, u hozirgi kungacha o'z ahamiyatini yo'qotmaydi. Gilbertning er magnitlanishining sababini Yer ichidan izlash kerakligi haqidagi asosiy g'oyasi to'g'ri bo'lib chiqdi, shuningdek, birinchi taxminga ko'ra, Yer haqiqatan ham bir xil magnitlangan shar bo'lgan katta magnitdir.

1634 yilda ingliz astronomi Genri Gellibrand?! Londondagi magnit pasayish vaqt o'tishi bilan o'zgarishini aniqladi. Bu dunyoviy o'zgarishlarning birinchi qayd etilgan dalili - geomagnit maydon komponentlarining o'rtacha yillik qiymatlarining muntazam (yildan-yilga) o'zgarishi.

Nishab va qiyalik burchaklari Yer magnit maydoni kuchini fazodagi yoʻnalishini aniqlaydi, lekin uning son qiymatini bera olmaydi. 18-asr oxirigacha. magnit maydon va magnitlangan jismlar o'rtasidagi o'zaro ta'sir qonunlari noma'lum bo'lganligi sababli intensivlikni o'lchash amalga oshirilmadi. Faqat 1785-1789 yillarda. Frantsuz fizigi Sharl Kulon uning nomi bilan atalgan qonunni o'rnatdi va bunday o'lchovlarni amalga oshirish imkoniyati paydo bo'ldi. 18-asrning oxiridan boshlab, og'ish va moyillikni kuzatish bilan bir qatorda gorizontal komponentning keng tarqalgan kuzatuvlari boshlandi, bu magnit maydon kuchi vektorining gorizontal tekislikka proyeksiyasi (burilish va moyillikni bilib, uni aniqlash mumkin). umumiy magnit maydon kuchi vektorining qiymatini hisoblang).

Birinchidan nazariy ish Yerning magnit maydoni nima ekanligi, ya'ni yer yuzasining har bir nuqtasida uning intensivligining kattaligi va yo'nalishi qanday ekanligi nemis matematigi Karl Gaussga tegishli. 1834 yilda u kuchlanish komponentlarini koordinatalar funktsiyasi sifatida matematik ifodasini berdi - kuzatuv joyining kenglik va uzunligi. Ushbu iboradan foydalanib, er yuzidagi har bir nuqta uchun yer magnitlanishining elementlari deb ataladigan har qanday tarkibiy qismlarning qiymatlarini topish mumkin. Gaussning bu va boshqa asarlari bino qurilgan poydevorga aylandi zamonaviy fan yer magnitlanishi haqida. Xususan, 1839 yilda u magnit maydonning asosiy qismi Yerdan chiqishini va uning qiymatlaridagi kichik, qisqa og'ishlarning sababini tashqi muhitdan izlash kerakligini isbotladi.

1831 yilda ingliz qutb tadqiqotchisi Jon Ross Kanada arxipelagidagi magnit shimoliy qutbni - magnit igna egallagan hududni topdi. vertikal holat, ya'ni moyillik 90° ga teng. Va 1841 yilda Jeyms Ross (Jon Rossning jiyani) Antarktidada joylashgan Yerning boshqa magnit qutbiga etib bordi.

Shuningdek qarang

• Intermagnet (inglizcha)

Eslatmalar

1. AQSh olimlari Yerning magnit maydoni ilgari taxmin qilinganidan 700 million yil katta ekanligini aniqlashdi.
2. Edvard Kononovich. Yerning magnit maydoni (aniqlanmagan) . http://www.krugosvet.ru/. Dunyo bo'ylab entsiklopediya: universal onlayn-ommabop ilmiy ensiklopediya. Olingan 2017-04-26.
3. Geomagnitizm Tez-tez beriladigan Savollar(inglizcha). https://www.ngdc.noaa.gov/ngdc.html. Atrof-muhit bo'yicha ma'lumotlar milliy markazlari (NCEI). 2017-yil 23-aprelda olindi.
4. A. I. Dyachenko. Yerning magnit qutblari. - Moskva: Moskva uzluksiz matematik ta'lim markazining nashriyoti, 2003. - 48 p. - ISBN 5-94057-080-1.
5. A. V. Vikulin. VII. Yerning geomagnit maydoni va elektromagnetizmi// Yer fizikasiga kirish. Qo'llanma universitetlarning geofizika mutaxassisliklari uchun .. - Kamchatka davlat nashriyoti pedagogika universiteti, 2004. - 240 b. - ISBN 5-7968-0166-X.