الغلاف المغناطيسي يغلف أي جسم بمجال مغناطيسي. يبدو أنه يرجع إلى حقيقة أن الجسيمات ذات الشحنات تنحرف عن خط الحركة الأصلي تحت تأثير المغناطيسية الداخلية. تشكل نقطة التقاء الطاقة الشمسية والمجال المغناطيسي البلازما التي تغطي غلاف الغلاف المغناطيسي.
تأثير الشمس على الأرض
تبعث الشمس كمية كبيرة من الطاقة ، والتي تتوسع باستمرار ، "تتبخر" إلى الخارج. هذا التوسع يسمى الرياح الشمسية.
تنتشر الرياح الشمسية في جميع الاتجاهات ، وتملأ كل الفضاء بين الكواكب. لهذا السبب ، يتكون تكوين بلازما يسمى بلازما الرياح الشمسية في المنطقة بين النجوم.
تتحرك البلازما الشمسية بشكل حلزوني ، في المتوسط على مدى 4 أيام تتغلب على الفترة الفاصلة بين الشمس والأرض.
تطلق الشمس الطاقة ، بفضلها تستمر الحياة على الأرض. ومع ذلك ، فإن الإشعاع الخطير يأتي أيضًا من الشمس ، وهو مدمر لجميع الكائنات الحية على كوكبنا. عندما تتحرك الأرض حول الشمس ، يتم توزيع الإشعاع بشكل غير متساو على مدار العام. لهذا السبب تتغير الفصول.
ما الذي يحمي الأرض؟
الهيكل الطبيعي لكوكب الأرض يحميه من الإشعاع الشمسي الضار. الأرض محاطة بعدة قذائف:
- الغلاف المغناطيسي ، الذي يحمي من إشعاع التدفق الشمسي ؛
- طبقة أيونوسفيرية تمتص الأشعة السينية والأشعة فوق البنفسجية ؛
- طبقة الأوزون ، التي تمنع الكميات المتبقية من الأشعة فوق البنفسجية.
نتيجة لذلك ، فإن المحيط الحيوي للأرض (موطن الكائنات الحية) محمي تمامًا.
الغلاف المغناطيسي للأرض هو طبقة واقية ، وهي الأبعد عن مركز الكوكب. إنه عائق أمام بلازما الرياح الشمسية. لهذا السبب ، تتدفق البلازما الشمسية حول الأرض ، وتشكل تشكيلًا تجويفيًا يخفي فيه المجال المغنطيسي الأرضي.
لماذا يوجد مجال مغناطيسي؟
أسباب المغناطيسية الأرضية مخفية داخل الكوكب. كما هو معروف عن هيكل كوكب الأرض فهو يتكون من:
- النوى ؛
- أردية ؛
- قشرة الأرض.
هناك مجالات مختلفة حول الكوكب ، بما في ذلك مجالات الجاذبية والمغناطيسية. الجاذبية في أبسط معانيها هي جاذبية الأرض لجميع جزيئات المواد.
مغناطيسية الأرض تكمن في الظواهر التي تحدث عند حدود اللب والعباءة. الكوكب نفسه عبارة عن مغناطيس ضخم ، كرة ممغنطة بشكل منتظم.
سبب كل مجال مغناطيسي هو التيار الكهربائي أو المغنطة المستمرة. العلماء الذين يتعاملون مع مشكلة مغناطيسية الأرض يكتشفون:
- أسباب المغناطيسيةجاذبية الأرض
- إقامة اتصالات بين المغناطيسية الأرضية ومصادرها ؛
- تحديد توزيع واتجاه المجال المغناطيسي على الكوكب.
يتم إجراء هذه الدراسات من خلال المسوحات المغناطيسية ، وكذلك من خلال الملاحظات في المراصد - نقاط خاصة في مناطق مختلفة من العالم.
كيف يعمل الغلاف المغناطيسي؟
يتم تطوير نوع وهيكل الغلاف المغناطيسي:
- الرياح الشمسية ؛
- مغناطيسية الأرض.
الرياح الشمسية هي ناتج البلازما التي تتوزع من الشمس في أي اتجاه. سرعة الرياح على سطح الأرض 300-800 كم / ث. تمتلئ الرياح الشمسية بالبروتونات والإلكترونات وجزيئات ألفا وتتميز بشبه الحياد. تتمتع الرياح الشمسية بمغناطيسية شمسية ، تنقلها البلازما بعيداً جداً.
الغلاف المغناطيسي للأرض هو تجويف معقد نوعًا ما. تمتلئ جميع أقسامها بعمليات البلازما ، حيث تكون آليات تسريع الجسيمات ذات أهمية كبيرة. على الجانب المشمس ، يتم تحديد الفجوة من المركز إلى حدود الأرض من خلال قوة الرياح الشمسية ويمكن أن تصل من 60 إلى 70 ألف كيلومتر ، أي ما يعادل 10-12 نصف قطر الأرض. Re يساوي 6371 كم
تختلف حدود الغلاف المغناطيسي اعتمادًا على الموقع بالنسبة للشمس. حد مشابه على الجانب المشمس يشبه المقذوف في الشكل. مسافته التقريبية هي 15 Re. على الجانب المظلم ، يأخذ الغلاف المغناطيسي شكل ذيل أسطواني ، نصف قطره 20-25 Re ، طوله أكثر من 200 Re ، النهاية غير معروفة.
في الغلاف المغناطيسيهناك مناطق بها جزيئات عالية الطاقة تسمى "أحزمة الإشعاع". الغلاف المغناطيسي قادر على إحداث اهتزازات مختلفة وهو في حد ذاته مصدر للإشعاع ، وبعضه يمكن أن يخترق الأرض.
تتسرب البلازما إلى الغلاف المغناطيسي للأرض من خلال فترات زمنية بين ميزات الإيقاف المغناطيسي - الشرفات القطبية ، وكذلك بسبب الظواهر المائية المغناطيسية وعدم الاستقرار.
نشاط المجال المغناطيسي
يؤثر الغلاف المغناطيسي للأرض على النشاط المغنطيسي الأرضي والعواصف المغناطيسية الأرضية والعواصف الفرعية.
تحمي الحياة على الأرض. بدونها ، ستتوقف الحياة. وفقًا للعلماء ، فإن محيطات المريخ وغلافها الجوي قد ذهبوا إلى الفضاء بسبب التأثير غير المقنع للرياح الشمسية. بنفس الطريقة ، تم نقل مياه كوكب الزهرة بعيدًا إلى الفضاء الخارجي بواسطة تيار شمسي.
كوكب المشتري وأورانوس وزحل ونبتون له أيضًا غلاف مغناطيسي. المريخ وعطارد لهما قذائف مغناطيسية صغيرة. كوكب الزهرة لا يمتلكه على الإطلاق ، الريح الشمسية تدار بفضل الأيونوسفير.
الميزات الميدانية
الخاصية الرئيسية للمجال المغناطيسي هي شدته. الشدة المغناطيسية هي كمية متجهة. تم تصوير المجال المغناطيسي للكوكب باستخدام خطوط القوة ، والظلال لهم توضح اتجاه متجه الشدة.
المجال المغناطيسي اليوم 0.5 oersted أو 0.1 a / m. يسمح العلماء بتقلبات في الحجم في الماضي. لكن خلال آخر 2-3.5 مليار سنة ، لم يتغير المجال المغنطيسي الأرضي.
النقاط على الأرض حيث يتم توجيه التوتر رأسياً تسمى الأقطاب المغناطيسية. يوجد اثنان على الأرض:
- الشمال ؛
- الجنوب
يمر خط مستقيم عبر القطبين - المحور المغناطيسي. الدائرة المتعامدة على المحور هي خط الاستواء المغناطيسي. شدة المجال عند خط الاستواء أفقية.
أقطاب مغناطيسية
الأقطاب المغناطيسية لا تتوافق مع الأقطاب الجغرافية المعتادة. يتم وضع القطبين الجغرافيين على طول المحور الجغرافي الذي يدور الكوكب على طوله. عندما تتحرك الأرض حول الشمس ، يتم الحفاظ على اتجاه محور الأرض.
تشير إبرة البوصلة بالضبط إلى القطب الشمالي المغناطيسي. تقيس المراصد المغناطيسية تقلبات المجال المغناطيسي خلال النهار ، وبعضها يعمل في كل ثانية قياس.
خطوط الطول المغناطيسية تمتد من القطب الشمالي إلى القطب الجنوبي. تسمى الزاوية بين خط الزوال المغناطيسي والجغرافي الانحراف المغناطيسي. أي نقطة على الأرض لها زاوية ميل خاصة بها.
عند خط الاستواء ، يتم وضع سهم المغناطيس أفقيًا. عند التحرك شمالًا ، يندفع الطرف العلوي للسهم لأسفل. الزاوية بين المؤشر والسطح الأفقي هي الميل المغناطيسي. في منطقة القطبين يكون الميل أكبر ويبلغ 90 درجة
حركة المجال المغناطيسي
يتغير موقع الأقطاب المغناطيسية بمرور الوقت.
في البداية ، تم اكتشاف القطب المغناطيسي في عام 1831 ، ثم تم تحديد موقعه على بعد مئات الكيلومترات من الموقع الحالي. مسافة السفر التقريبية في السنة هي 15 كلم
في السنوات الأخيرة ، كانت وتيرة حركة الأقطاب المغناطيسية تتزايد. القطب الشمالي يتحركبسرعة 40 كم في السنة
تغيير المجالات المغناطيسية
تسمى عملية تغيير القطبية على الأرض الانعكاس. يعرف العلماء ما لا يقل عن 100 حالة حيث عكس المجال المغنطيسي الأرضي قطبيته.
يُعتقد أن الانقلاب يحدث مرة كل 11-12 ألف سنة. تسمى الإصدارات الأخرى 13 و 500 وحتى 780 ألف سنة. ربما لا يحتوي الانعكاس على دورية واضحة. يعتقد العلماء أنه خلال الانقلابات السابقة ، تم الحفاظ على الحياة على الأرض.
يتساءل الناس ، "ما هو الانعكاس التالي للقطبية؟"
كانت مرحلة التحول في القطب تحدث خلال القرن الماضي. يقع القطب الجنوبي الآن في المحيط الهندي ، بينما يتحرك القطب الشمالي عبر المحيط المتجمد الشمالي باتجاه سيبيريا. يضعف المجال المغناطيسي بالقرب من القطبين في هذه الحالة. التوترات تنحسر.
على الأرجح ، مع الانعكاس التالي ، ستستمر الحياة على الأرض. السؤال الوحيد هو بأي ثمن. إذا حدث الانقلاب مع انقراض الغلاف المغناطيسي على الأرض لفترة قصيرة ، فقد يكون ذلك خطيرًا جدًا على البشرية. يتعرض كوكب غير محمي للآثار الضارة للأشعة الكونية. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن يشكل استنفاد طبقة الأوزون أيضًا خطرًا جسيمًا.
تغير أقطاب الشمس ، الذي حدث في عام 2001 ، لم يؤد إلى إغلاق طبقتها المغناطيسية. لا يعرف العلماء ما إذا كان سيكون هناك سيناريو مشابه على الأرض.
اضطراب الغلاف المغناطيسي للأرض: التأثير على البشر
في النهج الأولي ، لا تصل البلازما الشمسية إلى الغلاف المغناطيسي. لكن في ظل ظروف معينةتنزعج نفاذية البلازما ، يحدث تلف في الغلاف المغناطيسي. تخترق البلازما الشمسية وطاقتها الغلاف المغناطيسي. فيما يتعلق بمعدل تدفقات الطاقة ، هناك ثلاثة خيارات لاستجابة الغلاف المغناطيسي:
- الحالة الهادئة للغلاف المغناطيسي - الغلاف لا يغير حالته ، لأن سرعة حركة الطاقة منخفضة جدًا أو تساوي كمية الطاقة المشتتة داخل المجال المغناطيسي.
- عاصفة مغناطيسية. حالة تحدث عندما يكون معدل الطاقة الواردة أعلى من معدل التبديد الثابت ، ويتسرب جزء من الطاقة من الغلاف المغناطيسي عبر قناة تسمى العاصفة الفرعية. تتكون العملية من إطلاق جزء من طاقة الغلاف المغناطيسي. ألمع تجسيد لها هو الشفق القطبي. يمكن أن تحدث انبعاثات الطاقة الزائدة على فترات 3 ساعات في المناطق القطبية لنصفي الكرة الأرضية.
- العاصفة المغناطيسية هي عملية اضطراب قوي في المجال بسبب السرعة العالية للطاقة القادمة من الخارج. يتغير المجال المغناطيسي أدناه أيضًا ، في منطقة خط الاستواء.
يتغير المجال المغناطيسي للأرض محليًا أثناء العواصف الفرعية ، بينما تكون التغييرات عالمية أثناء العواصف. على أي حال ، هذه التغييرات ليست أعلى من نسبة قليلة ، وهي أقل بكثير من الحقول التي من صنع الإنسان.
يعتقد الطب أن العواصف المغناطيسية تؤثر سلبًا على صحة الإنسان. خلال هذه الفترة ، يزداد عدد المرضى الذين يعانون من أمراض القلب والأوعية الدموية والاكتئاب والاضطرابات العصبية والنفسية الأخرى.اضطرابات
عظيم هو دور الغلاف المغناطيسي للأرض في جميع العمليات الجغرافية على هذا الكوكب. هذه القشرة الواقية تحمي كوكبنا من العديد من العمليات المعاكسة وتؤثر على الظروف الجوية. تحت تأثير التغيرات في الغلاف المغناطيسي على الأرض ، تتغير السمات المناخية وأشكال الحياة للحيوانات والنباتات وغير ذلك الكثير.
