La terra è circondata da un campo magnetico. È ciò che mantiene l’ago della bussola puntato verso nord e protegge la nostra atmosfera dal costante bombardamento di particelle cariche provenienti dallo spazio, come i protoni. Senza un campo magnetico, la nostra atmosfera scomparirebbe lentamente sotto l'influenza di radiazioni dannose e quasi certamente non potrebbe esistere nella forma che osserviamo oggi.
Potresti pensare che il campo magnetico sia un aspetto infinito e costante della vita sulla Terra, e in una certa misura avresti ragione. Ma il campo magnetico della Terra sta effettivamente cambiando. Circa una volta ogni qualche centinaio di migliaia di anni circa, si capovolge. Il Polo Nord cambia posto con il Sud. E quando ciò accade, anche il campo magnetico tende a diventare molto debole.
Anomalia dell'Atlantico meridionale
I geofisici sono ora allarmati dalla consapevolezza che la forza del campo magnetico terrestre è andata diminuendo negli ultimi 160 anni ad un ritmo allarmante. Questo collasso è concentrato in una vasta distesa dell’emisfero meridionale e si estende dallo Zimbabwe al Cile. È conosciuta come un'anomalia dell'Atlantico meridionale. La forza del campo magnetico in questo luogo è così debole che rappresenta un pericolo anche per i satelliti che orbitano attorno alla Terra su quest'area. Il campo magnetico non li protegge più dalle radiazioni che interferiscono con l'elettronica satellitare.
Conseguenze dell'inversione del campo magnetico
Ma non è tutto. La forza del campo magnetico continua a indebolirsi, preannunciando potenzialmente eventi ancora più drammatici, inclusa un’inversione globale dei poli magnetici. Un cambiamento così significativo influenzerà i nostri sistemi di navigazione e la trasmissione di potenza. L'aurora boreale può essere vista a diverse latitudini. Inoltre, a intensità di campo molto basse, più radiazioni raggiungeranno la superficie terrestre durante il rollio globale, il che può anche influenzare i tassi di cancro.
Gli scienziati non comprendono ancora appieno la misura in cui questi effetti saranno raggiunti, quindi la loro ricerca è particolarmente rilevante. Per indagare sulla questione utilizzano alcune fonti di dati forse inaspettate, tra cui 700 anni di documenti archeologici africani.
Origine del campo magnetico terrestre
Il campo magnetico terrestre è creato dalla presenza di ferro nel nucleo esterno liquido del nostro pianeta. Grazie ai dati provenienti da osservatori e satelliti che hanno recentemente studiato il campo magnetico, gli scienziati possono modellare con precisione come apparirebbe se posizionassimo una bussola direttamente sopra il nucleo liquido vorticoso della Terra.
Spot di inversione di polarità
Queste analisi rivelano una caratteristica sorprendente: sotto l’Africa meridionale, c’è una zona di polarità invertita al confine tra nucleo e mantello dove il ferro liquido del nucleo esterno incontra la parte rigida dell’interno della Terra. In questa regione, la polarità del campo è opposta al campo magnetico globale medio. Se potessimo impostare una bussola nelle profondità dell’Africa meridionale, vedremmo che in questa zona insolita, le frecce che indicano il nord in realtà puntano a sud.
Questa chiazza di petrolio è il principale colpevole dell’anomalia nel Sud Atlantico. Nelle simulazioni numeriche, macchie insolite simili a questa sono apparse appena prima delle inversioni geomagnetiche.
Nel corso della storia del pianeta, i poli magnetici sono cambiati abbastanza spesso, ma l'ultima inversione è avvenuta in un lontano passato, circa 780mila anni fa. Dato il rapido declino dell’intensità del campo magnetico negli ultimi 160 anni, sorge la domanda su cosa sia successo prima.
Lo studio dell'archeomagnetismo
Durante la ricerca archeomagnetica, geofisici e archeologi cercano di conoscere il passato del campo magnetico. Ad esempio, l'argilla utilizzata per produrre ceramiche contiene piccole quantità di minerali magnetici come la magnetite. Quando l'argilla veniva riscaldata durante il processo di produzione della ceramica, i suoi minerali magnetici perdevano il magnetismo che avrebbero potuto avere. Una volta raffreddati, hanno registrato la direzione e l’intensità del campo magnetico in quel momento. Se è possibile determinare l’età della ceramica (utilizzando la datazione al radiocarbonio, ad esempio), allora c’è anche la possibilità di ricostruire la storia archeomagnetica.
Attraverso l’uso di questo tipo di dati, gli scienziati hanno una storia parziale dell’archeomagnetismo per l’emisfero settentrionale. Al contrario, nell’emisfero australe questi dati sono molto scarsi. In particolare, non esistono praticamente dati relativi al Sud Africa, che, insieme al Sud America, potrebbero fornire una migliore comprensione della storia dell’anomalia moderna.
Storia archeomagnetica dell'Africa meridionale
Ma gli antenati dei moderni sudafricani, metallurgisti e agricoltori che iniziarono a migrare nella regione circa 2000-1500 anni fa, ci hanno lasciato accidentalmente alcuni indizi. Queste persone dell'età del ferro vivevano in capanne di fango e immagazzinavano il grano in contenitori di fango fortificati. Come primi agronomi dell’età del ferro nell’Africa meridionale, facevano affidamento sulle precipitazioni.
Queste comunità spesso rispondevano ai periodi di siccità con rituali di purificazione che comportavano l’incendio dei granai. Questi eventi alquanto tragici per gli antichi furono in definitiva un vantaggio per lo studio dell’archeomagnetismo. Come nel caso della cottura e del raffreddamento della ceramica, l'argilla nei granai registrava il campo magnetico terrestre mentre si raffreddava. Poiché queste antiche capanne e contenitori per il grano vengono talvolta ritrovati intatti, gli scienziati possono usarli per ottenere dati sulla direzione e la forza del campo magnetico in quel momento.
Gli scienziati hanno concentrato la loro attenzione sui campioni provenienti dai siti dell'età del ferro che punteggiano la valle del fiume Limpopo.
Flusso del campo magnetico
Il campionamento lungo il fiume Limpopo ha fornito i primi dati sul campo magnetico dell'Africa meridionale tra il 1000 e il 1600 d.C. Gli scienziati hanno scoperto che intorno al 1300 la forza del campo magnetico in questa zona stava diminuendo con la stessa rapidità di oggi. Poi la sua intensità è aumentata, anche se a un ritmo più lento.
La comparsa di due intervalli di rapido decadimento del campo – circa 700 anni fa e quello attuale – suggerisce il fenomeno opposto. Forse un'anomalia simile si è verificata regolarmente in Sud Africa ed è più antica di quanto mostrato dai dati? Se sì, perché si ripete nello stesso posto?
Negli ultimi dieci anni, i ricercatori hanno accumulato dati sull’analisi delle onde sismiche dei terremoti. Poiché le onde sismiche viaggiano attraverso gli strati della Terra, la velocità con cui viaggiano è un’indicazione della densità dello strato. Gli scienziati ora sanno che una vasta area di onde sismiche lente caratterizza il confine del mantello principale sotto l’Africa meridionale.
Questa particolare regione ha molto probabilmente decine di milioni di anni e i suoi confini sono chiari. È interessante notare che il punto di polarità inversa coincide praticamente con il suo bordo orientale.
Gli scienziati ritengono che l'insolito mantello africano modifichi il flusso di ferro nel nucleo dal basso, il che, a sua volta, modifica il comportamento del campo magnetico ai margini della regione sismica e nella zona di polarità inversa.
Si presume che quest'area cresca rapidamente e poi ritorni lentamente alla normalità. Di tanto in tanto, un singolo punto di polarità invertita può diventare abbastanza grande da dominare il campo magnetico dell'emisfero meridionale.
Come avviene l'inversione?
L’idea tradizionale dell’inversione è che possa iniziare ovunque nel nucleo. Tuttavia, il nuovo modello concettuale suggerisce che potrebbero esserci posizioni specifiche nell’interfaccia nucleo-mantello che contribuiscono a queste inversioni del campo magnetico. Non è ancora noto se l’attuale campo magnetico inizierà a diminuire nelle prossime migliaia di anni o se continuerà semplicemente a indebolirsi nei prossimi due secoli.
Ma le prove fornite dagli antenati dei moderni sudafricani aiuteranno senza dubbio gli scienziati a studiare ulteriormente il meccanismo di inversione proposto. Se questa idea fosse corretta, l’inversione dei poli potrebbe iniziare in Africa.
La terra è un magnete gigante attorno al quale si forma un campo magnetico. I poli magnetici della Terra non coincidono con i veri poli geografici: nord e sud. Le linee di forza che vanno da un polo magnetico all'altro sono chiamate meridiani magnetici. Si forma un certo angolo tra i meridiani magnetici e geografici (circa 11,5 ° - circa .. Pertanto, l'ago della bussola magnetizzata mostra accuratamente la direzione dei meridiani magnetici e la direzione verso il polo geografico nord è solo approssimativa.
Un ago magnetico sospeso liberamente si trova orizzontalmente solo sulla linea dell'equatore magnetico, che non coincide con quello geografico. Se ti sposti a nord dell'equatore magnetico, l'estremità settentrionale della freccia scenderà gradualmente. L'angolo formato dall'ago magnetico e dal piano orizzontale è chiamato inclinazione magnetica. Al Polo Nord Magnetico (77° N e 102° O), un ago magnetico sospeso liberamente sarà installato verticalmente con l'estremità nord rivolta verso il basso, e al Polo Sud Magnetico (65° S e 139° E - nota .. Pertanto, l'ago magnetico mostra la direzione delle linee del campo magnetico sopra la superficie terrestre.
Si ritiene che il nostro pianeta stesso generi un campo magnetico costante. Si forma a causa di un complesso sistema di correnti elettriche che si verificano durante la rotazione della Terra e il movimento della materia liquida nel suo nucleo esterno. La posizione dei poli magnetici e la distribuzione del campo magnetico sulla superficie terrestre cambiano nel tempo. Il campo magnetico terrestre si estende fino ad un'altezza di circa 100.000 km. Devia o cattura le particelle del vento solare dannose per tutti gli organismi viventi. Queste particelle cariche formano la cintura di radiazione della Terra e l'intera regione dello spazio vicino alla Terra in cui si trovano è chiamata magnetosfera.
Il sole invia un enorme flusso di energia alla Terra, costituito da radiazioni elettromagnetiche (luce visibile, infrarossi e radiazioni radio - ca.); radiazioni ultraviolette e raggi X; raggi cosmici solari, che appaiono solo durante i brillamenti molto forti; e il vento solare, un flusso costante di plasma formato principalmente da protoni (ioni idrogeno).
La radiazione elettromagnetica del Sole arriva sulla Terra in 8 minuti, e i flussi di particelle, che portano la maggior parte della perturbazione dal Sole, si muovono a una velocità di circa 1000 km/s e indugiano per due o tre giorni. La causa principale delle perturbazioni del vento solare, che influenzano in modo significativo i processi terrestri, sono le grandiose espulsioni di materia dalla corona solare. Quando si muovono verso la Terra, si trasformano in nubi magnetiche e provocano forti, a volte estremi disturbi sulla Terra. Perturbazioni particolarmente forti del campo magnetico terrestre - tempeste magnetiche - interrompono le comunicazioni radio e causano intense aurore.
Aurora boreale sulla Terra (vista dallo spazio)
Anomalie magnetiche
In alcune regioni del pianeta si osservano deviazioni della declinazione magnetica e dell'inclinazione magnetica dai valori medi per un dato territorio. Ad esempio, nella regione di Kursk, nella regione dei giacimenti di minerale di ferro, l'intensità del campo magnetico è 5 volte superiore alla media di questa regione. Il campo si chiama così - l'anomalia magnetica di Kursk - nota. Talvolta tali deviazioni si osservano su vaste aree. L'anomalia magnetica della Siberia orientale è caratterizzata da una declinazione magnetica occidentale, non orientale.
Secondo i concetti moderni, si è formato circa 4,5 miliardi di anni fa e da quel momento il nostro pianeta è circondato da un campo magnetico. Tutto sulla Terra, comprese le persone, gli animali e le piante, ne è influenzato.
Il campo magnetico si estende fino ad un'altezza di circa 100.000 km (Fig. 1). Devia o cattura le particelle del vento solare dannose per tutti gli organismi viventi. Queste particelle cariche formano la cintura di radiazione della Terra e l'intera regione dello spazio vicino alla Terra in cui si trovano è chiamata magnetosfera(Fig. 2). Sul lato della Terra illuminato dal Sole, la magnetosfera è delimitata da una superficie sferica con un raggio di circa 10-15 raggi terrestri, e sul lato opposto è allungata come una coda di cometa fino a una distanza di diverse migliaia Raggi terrestri, che formano una coda geomagnetica. La magnetosfera è separata dal campo interplanetario da una regione di transizione.
I poli magnetici della Terra
L'asse del magnete terrestre è inclinato rispetto all'asse di rotazione terrestre di 12°. Si trova a circa 400 km dal centro della Terra. I punti in cui questo asse interseca la superficie del pianeta sono poli magnetici. I poli magnetici della Terra non coincidono con i veri poli geografici. Attualmente le coordinate dei poli magnetici sono le seguenti: nord - 77° N.L. e 102° O; meridionale - (65°S e 139°E).
Riso. 1. La struttura del campo magnetico terrestre
Riso. 2. Struttura della magnetosfera
Le linee di forza che corrono da un polo magnetico all'altro si chiamano meridiani magnetici. Tra i meridiani magnetici e geografici si forma un angolo, chiamato declinazione magnetica. Ogni luogo sulla Terra ha il proprio angolo di declinazione. Nella zona di Mosca l'angolo di declinazione è di 7° verso est, a Yakutsk di circa 17° verso ovest. Ciò significa che l'estremità settentrionale della bussola a Mosca devia di T a destra del meridiano geografico che passa per Mosca, e a Yakutsk di 17° a sinistra del meridiano corrispondente.
Un ago magnetico sospeso liberamente si trova orizzontalmente solo sulla linea dell'equatore magnetico, che non coincide con quello geografico. Se ti sposti a nord dell'equatore magnetico, l'estremità settentrionale della freccia scenderà gradualmente. Si chiama l'angolo formato da un ago magnetico e un piano orizzontale inclinazione magnetica. Ai poli magnetici Nord e Sud l’inclinazione magnetica è maggiore. È uguale a 90°. Al Polo Nord Magnetico, un ago magnetico sospeso liberamente verrà installato verticalmente con l'estremità nord rivolta verso il basso, e al Polo Sud Magnetico, la sua estremità sud scenderà verso il basso. Pertanto, l'ago magnetico mostra la direzione delle linee del campo magnetico sopra la superficie terrestre.
Nel tempo, la posizione dei poli magnetici rispetto alla superficie terrestre cambia.
Il polo magnetico fu scoperto dall'esploratore James C. Ross nel 1831, a centinaia di chilometri dalla sua posizione attuale. In media, si sposta di 15 km all'anno. Negli ultimi anni la velocità di movimento dei poli magnetici è aumentata notevolmente. Ad esempio, il Polo Nord magnetico si muove attualmente ad una velocità di circa 40 km all’anno.
Si chiama l'inversione dei poli magnetici della Terra inversione del campo magnetico.
Nel corso della storia geologica del nostro pianeta, il campo magnetico terrestre ha cambiato la sua polarità più di 100 volte.
Il campo magnetico è caratterizzato dall'intensità. In alcuni punti della Terra, le linee del campo magnetico si discostano dal campo normale, formando anomalie. Ad esempio, nella regione dell’anomalia magnetica di Kursk (KMA), l’intensità del campo è quattro volte superiore al normale.
Ci sono cambiamenti diurni nel campo magnetico terrestre. La ragione di questi cambiamenti nel campo magnetico terrestre sono le correnti elettriche che fluiscono nell'atmosfera ad alta quota. Sono causati dalla radiazione solare. Sotto l'azione del vento solare, il campo magnetico terrestre viene distorto e acquisisce una "coda" nella direzione del Sole, che si estende per centinaia di migliaia di chilometri. La ragione principale dell'emergere del vento solare, come già sappiamo, sono le grandiose espulsioni di materia dalla corona del Sole. Quando si muovono verso la Terra, si trasformano in nubi magnetiche e provocano forti, a volte estremi disturbi sulla Terra. Perturbazioni particolarmente forti del campo magnetico terrestre - tempeste magnetiche. Alcune tempeste magnetiche iniziano inaspettatamente e quasi simultaneamente in tutta la Terra, mentre altre si sviluppano gradualmente. Possono durare ore o addirittura giorni. Spesso le tempeste magnetiche si verificano 1-2 giorni dopo un brillamento solare a causa del passaggio della Terra attraverso un flusso di particelle espulse dal Sole. In base al tempo di ritardo, la velocità di un tale flusso corpuscolare è stimata a diversi milioni di km/h.
Durante le forti tempeste magnetiche, il normale funzionamento del telegrafo, del telefono e della radio viene interrotto.
Le tempeste magnetiche si osservano spesso ad una latitudine di 66-67° (nella zona dell'aurora) e si verificano contemporaneamente alle aurore.
La struttura del campo magnetico terrestre varia a seconda della latitudine dell'area. La permeabilità del campo magnetico aumenta verso i poli. Al di sopra delle regioni polari, le linee del campo magnetico sono più o meno perpendicolari alla superficie terrestre e hanno una configurazione a forma di imbuto. Attraverso di essi, parte del vento solare dal lato diurno penetra nella magnetosfera e quindi nell'atmosfera superiore. Anche le particelle della coda della magnetosfera si precipitano qui durante le tempeste magnetiche, raggiungendo i confini dell'atmosfera superiore alle alte latitudini degli emisferi settentrionale e meridionale. Sono queste particelle cariche che provocano le aurore qui.
Quindi, le tempeste magnetiche e i cambiamenti quotidiani nel campo magnetico sono spiegati, come abbiamo già scoperto, dalla radiazione solare. Ma qual è il motivo principale che crea il magnetismo permanente della Terra? Teoricamente è stato possibile dimostrare che il 99% del campo magnetico terrestre è causato da fonti nascoste all'interno del pianeta. Il campo magnetico principale è dovuto a sorgenti situate nelle profondità della Terra. Possono essere grossolanamente divisi in due gruppi. La maggior parte di essi sono associati a processi nel nucleo terrestre, dove, a seguito di movimenti continui e regolari della sostanza elettricamente conduttiva, si crea un sistema di correnti elettriche. L'altro è legato al fatto che le rocce della crosta terrestre, essendo magnetizzate dal campo elettrico principale (campo del nucleo), creano il proprio campo magnetico, che si aggiunge al campo magnetico del nucleo.
Oltre al campo magnetico attorno alla Terra esistono altri campi: a) gravitazionale; b) elettrico; c) termico.
Campo di gravità La terra è chiamata campo gravitazionale. È diretto lungo un filo a piombo perpendicolare alla superficie del geoide. Se la Terra avesse un ellissoide di rivoluzione e le masse fossero distribuite uniformemente al suo interno, allora avrebbe un campo gravitazionale normale. La differenza tra l'intensità del campo gravitazionale reale e quella teorica è l'anomalia della gravità. La diversa composizione del materiale e la densità delle rocce causano queste anomalie. Ma sono possibili anche altri motivi. Possono essere spiegati dal seguente processo: l'equilibrio della crosta terrestre solida e relativamente leggera sul mantello superiore più pesante, dove la pressione degli strati sovrastanti è equalizzata. Queste correnti provocano deformazioni tettoniche, il movimento delle placche litosferiche e creano così il macrorilievo terrestre. La gravità mantiene l'atmosfera, l'idrosfera, le persone, gli animali sulla Terra. La forza di gravità deve essere presa in considerazione quando si studiano i processi in un involucro geografico. Il termine " geotropismo” chiamati movimenti di crescita degli organi vegetali, che, sotto l'influenza della forza di gravità, forniscono sempre una direzione verticale di crescita della radice primaria perpendicolare alla superficie della Terra. La biologia gravitazionale utilizza le piante come oggetti sperimentali.
Se non si tiene conto della gravità, è impossibile calcolare i dati iniziali per il lancio di razzi e veicoli spaziali, effettuare un'esplorazione gravimetrica dei minerali minerali e, infine, è impossibile l'ulteriore sviluppo dell'astronomia, della fisica e di altre scienze.
Lavoro di fisica
Studente di 10a elementare A
Scuola №1202
Kruglova Egor
Un campo magnetico
Nel 19° secolo fu scoperta la connessione tra elettricità e magnetismo e nacque il concetto di campo magnetico. Secondo i concetti moderni, i conduttori carichi di corrente esercitano una forza l'uno sull'altro non direttamente, ma attraverso i campi magnetici che li circondano.
Le sorgenti del campo magnetico sono in movimento cariche elettriche (correnti). Nello spazio che circonda i conduttori percorsi da corrente si crea un campo magnetico, proprio come nello spazio che circonda cariche elettriche immobili si forma un campo elettrico. Il campo magnetico dei magneti permanenti è creato anche da microcorrenti elettriche che circolano all'interno delle molecole di una sostanza (ipotesi di Ampère).
Per descrivere il campo magnetico è necessario introdurre la forza caratteristica del campo, che è simile al vettore dell'intensità del campo elettrico. Questa caratteristica è il vettore dell'induzione magnetica. Il vettore dell'induzione magnetica determina le forze che agiscono sulle correnti o sulle cariche in movimento in un campo magnetico.
La direzione positiva del vettore viene considerata come la direzione dal polo sud S al polo nord N dell'ago magnetico, che è installato liberamente nel campo magnetico. Così, esaminando il campo magnetico creato da una corrente o da un magnete permanente, mediante un piccolo ago magnetico, è possibile in ogni punto dello spazio
Per descrivere quantitativamente il campo magnetico è necessario indicare un metodo per determinare non solo la direzione del vettore, ma anche il suo modulo.
Il modulo del vettore di induzione magnetica è uguale al rapporto tra il valore massimo della forza di Ampère che agisce su un conduttore rettilineo percorso da corrente e l'intensità della corrente IO nel conduttore e la sua lunghezza Δ l :
Questa relazione è chiamata legge di Ampère.
Nel sistema di unità SI, l'unità di induzione magnetica è l'induzione di un tale campo magnetico, in cui per ogni metro di lunghezza del conduttore con una corrente di 1 A, agisce la forza massima di Ampere di 1 N. Questa unità è chiamato tesla (T).
Tesla è un'unità molto grande. Il campo magnetico terrestre è approssimativamente pari a 0,5·10–4 T. Un grande elettromagnete da laboratorio può creare un campo non superiore a 5 T.
La forza dell'Ampere è diretta perpendicolarmente al vettore di induzione magnetica e alla direzione della corrente che scorre attraverso il conduttore. Per determinare la direzione della forza di Ampère, viene solitamente utilizzata la regola della mano sinistra: se la mano sinistra è posizionata in modo tale che le linee di induzione entrino nel palmo e le dita tese siano dirette lungo la corrente, allora il pollice retratto indicano la direzione della forza che agisce sul conduttore.
Regola della mano sinistra e regola del succhiello.
Linee di induzione magnetica dei campi di un magnete permanente e di una bobina con corrente
La struttura e le caratteristiche del campo magnetico terrestre
A piccola distanza dalla superficie terrestre, circa tre dei suoi raggi, le linee del campo magnetico hanno una disposizione a dipolo. Questa zona si chiama plasmasfera Terra.
Man mano che ci si allontana dalla superficie terrestre, l'effetto del vento solare aumenta: dal lato del Sole il campo geomagnetico viene compresso e dal lato opposto, quello notturno, viene trascinato in una lunga "coda".
plasmasfera
Un effetto notevole sul campo magnetico sulla superficie terrestre è esercitato dalle correnti nella ionosfera. Questa è una regione dell'alta atmosfera che si estende da altitudini di circa 100 km e oltre. Contiene un gran numero di ioni. Il plasma è trattenuto dal campo magnetico terrestre, ma il suo stato è determinato dall'interazione del campo magnetico terrestre con il vento solare, il che spiega la connessione delle tempeste magnetiche sulla Terra con le eruzioni solari.
Opzioni del campo
I punti della Terra in cui l'intensità del campo magnetico ha una direzione verticale sono chiamati poli magnetici. Esistono due punti di questo tipo sulla Terra: il polo nord magnetico e il polo sud magnetico.
La linea retta che passa attraverso i poli magnetici è chiamata asse magnetico terrestre. La circonferenza di un cerchio massimo su un piano perpendicolare all'asse magnetico è chiamata equatore magnetico. Il vettore del campo magnetico nei punti dell'equatore magnetico ha una direzione approssimativamente orizzontale.
Il campo magnetico terrestre è caratterizzato da perturbazioni chiamate pulsazioni geomagnetiche dovute all'eccitazione delle onde idromagnetiche nella magnetosfera terrestre; la gamma di frequenza delle increspature si estende da millihertz a un kilohertz.
meridiano magnetico
I meridiani magnetici sono le proiezioni delle linee di forza del campo magnetico terrestre sulla sua superficie; curve complesse che convergono ai poli magnetici nord e sud della terra.
Ipotesi sulla natura del campo magnetico terrestre
Recentemente è stata sviluppata un'ipotesi che collega l'emergere del campo magnetico terrestre al flusso di correnti in un nucleo di metallo liquido. Si stima che la zona in cui opera il meccanismo della "dinamo magnetica" si trovi a una distanza di 0,25-0,3 dal raggio terrestre. Un simile meccanismo di generazione del campo può avvenire anche su altri pianeti, in particolare nei nuclei di Giove e Saturno (secondo alcune ipotesi, sono costituiti da idrogeno metallico liquido).
Cambiamenti nel campo magnetico terrestre
Ciò è confermato anche dall’attuale aumento dell’angolo di apertura delle cuspidi (fessure polari nella magnetosfera a nord e a sud), che verso la metà degli anni Novanta ha raggiunto i 45°. Il materiale radiante del vento solare, dello spazio interplanetario e dei raggi cosmici si è precipitato negli spazi allargati, a seguito dei quali una maggiore quantità di materia ed energia entra nelle regioni polari, il che può portare a un ulteriore riscaldamento delle calotte polari.
Coordinate geomagnetiche (coordinate McIlwain)
Nella fisica dei raggi cosmici sono ampiamente utilizzate coordinate specifiche nel campo geomagnetico, che prendono il nome dallo scienziato Carl McIlwain ( Carl McIlwain), che per primo ne propose l'uso, poiché si basano sugli invarianti del moto delle particelle in un campo magnetico. Un punto in un campo dipolare è caratterizzato da due coordinate (L, B), dove L è il cosiddetto guscio magnetico, o parametro di McIlwain (Ing. L-shell, valore L, parametro L di McIlwain ), B è l'induzione del campo magnetico (solitamente in G). Il valore L è solitamente preso come parametro del guscio magnetico, pari al rapporto tra la distanza media del guscio magnetico reale dal centro della Terra nel piano dell'equatore geomagnetico e il raggio della Terra. .
Storia della ricerca
La capacità degli oggetti magnetizzati di essere localizzati in una certa direzione era nota ai cinesi diversi millenni fa.
Nel 1544 lo scienziato tedesco Georg Hartmann scoprì l'inclinazione magnetica. L'inclinazione magnetica è l'angolo con cui la freccia sotto l'influenza del campo magnetico terrestre devia dal piano orizzontale verso l'alto o verso il basso. Nell'emisfero nord dell'equatore magnetico (che non coincide con l'equatore geografico), l'estremità settentrionale della freccia devia verso il basso, in quello meridionale viceversa. All'equatore magnetico stesso, le linee del campo magnetico sono parallele alla superficie terrestre.
Per la prima volta, l'ipotesi sulla presenza del campo magnetico terrestre, che provoca un tale comportamento degli oggetti magnetizzati, fu fatta dal medico e filosofo naturale inglese William Gilbert (Ing. Guglielmo Gilberto) nel 1600 nel suo libro "Sul Magnete" ("De Magnete"), in cui descriveva un esperimento con una sfera di minerale magnetico e una piccola freccia di ferro. Gilbert è giunto alla conclusione che la Terra è un grande magnete. Le osservazioni dell'astronomo inglese Henry Gellibrand Enrico Gellibrand) ha mostrato che il campo geomagnetico non è costante, ma cambia lentamente.
L'angolo al quale l'ago magnetico devia dalla direzione nord-sud è chiamato declinazione magnetica. Cristoforo Colombo scoprì che la declinazione magnetica non rimane costante, ma subisce cambiamenti al variare delle coordinate geografiche. La scoperta di Colombo servì da impulso per un nuovo studio del campo magnetico terrestre: i marinai avevano bisogno di informazioni al riguardo. Lo scienziato russo M. V. Lomonosov nel 1759, nel suo rapporto "Discorso sulla grande precisione della rotta marittima", diede preziosi consigli per aumentare la precisione delle letture della bussola. Per studiare il magnetismo terrestre, M. V. Lomonosov consigliò di organizzare una rete di punti permanenti (osservatori) in cui effettuare sistematiche osservazioni magnetiche; tali osservazioni dovrebbero essere effettuate ampiamente anche in mare. L'idea di Lomonosov di organizzare osservatori magnetici fu realizzata solo 60 anni dopo in Russia.
Nel 1831, l'esploratore polare inglese John Ross scoprì il polo magnetico nell'arcipelago canadese, l'area in cui l'ago magnetico occupa una posizione verticale, cioè l'inclinazione è di 90 °. Nel 1841, James Ross (nipote di John Ross) raggiunse l'altro polo magnetico della Terra, situato in Antartide.
Carl Gauss (tedesco) Carl Friedrich Gauss) avanzò una teoria sull'origine del campo magnetico terrestre e nel 1839 dimostrò che la sua parte principale esce dalla Terra e che la causa di piccole e brevi deviazioni nei suoi valori deve essere ricercata nell'ambiente esterno.
Guarda anche
- Intermagnete ( Inglese)
Appunti
Letteratura
- Sivukhin D.V. Corso generale di fisica. -Ed. 4°, stereotipato. - M.: Fizmatlit; Casa editrice MIPT, 2004. - Vol. III. Elettricità. - 656 pag. - ISBN 5-9221-0227-3; ISBN 5-89155-086-5.
- Koshkin N.I., Shirkevich M.G. Manuale di fisica elementare. - M.: Nauka, 1976.
- N. V. Koronovsky Il campo magnetico del passato geologico della Terra. Soros Educational Journal, N5, 1996, p. 56-63
Collegamenti
Mappe dello spostamento dei poli magnetici terrestri per il periodo dal 1600 al 1995
Altre informazioni correlate
- Inversioni del campo magnetico nella storia geologica della Terra
- Influenza dell'inversione del campo magnetico sul clima e sull'evoluzione della vita sulla Terra
Fondazione Wikimedia. 2010 .
Scopri cos'è il "campo magnetico della Terra" in altri dizionari:
Prendere le distanze? 3R= (R= raggio della Terra) corrisponde approssimativamente al campo di una sfera magnetizzata uniformemente con intensità di campo? 55 7 A/m (0,70 Oe) ai poli magnetici della Terra e 33,4 A/m (0,42 Oe) all'equatore magnetico. A distanze di 3R, il campo magnetico... ... Grande dizionario enciclopedico
Lo spazio attorno al globo in cui si trova il potere del magnetismo terrestre. Il campo magnetico terrestre è caratterizzato da un vettore di forza, inclinazione magnetica e declinazione magnetica. Edward. Dizionario navale esplicativo, 2010 ... Dizionario marino
- In contatto con 0
- Google+ 0
- OK 0
- Facebook 0
