Geomagnetické pole (GP) je generované zdrojmi nachádzajúcimi sa vo vnútri Zeme, ako aj v magnetosfére a ionosfére. Chráni planétu a život na nej pred škodlivými účinkami kozmického žiarenia. Jeho prítomnosť bola pozorovaná každým, kto držal kompas a videl jeden koniec šípky smerujúci na juh a druhý na sever. Vďaka magnetosfére sa vo fyzike objavili veľké objavy a jej prítomnosť sa stále používa na námornú, podvodnú, leteckú a vesmírnu navigáciu.
Všeobecná charakteristika
Naša planéta je obrovský magnet. Jeho severný pól sa nachádza v „hornej“ časti Zeme neďaleko geografického pólu a južný pól je vedľa príslušného geografického pólu. Z týchto bodov sa mnoho tisíc kilometrov rozširuje do vesmíru magnetické siločiary, ktoré tvoria samotnú magnetosféru.
Magnetické a geografické póly sú dosť ďaleko od seba. Ak nakreslíte čiaru medzi magnetickými pólmi, môžete konečne získať magnetickú os s uhlom sklonu 11, 3 ° k osi rotácie. Táto hodnota nie je konštantná a to všetko preto, že magnetické póly sa pohybujú relatívne k povrchu planéty a každoročne menia svoje umiestnenie.
Povaha geomagnetického poľa
Magnetická obrazovka je generovaná elektrickými prúdmi (pohybujúce sa náboje), ktoré sa rodia vo vonkajšom kvapalnom jadre umiestnenom vo vnútri Zeme vo veľmi slušnej hĺbke. Je to tečúci kov a pohybuje sa. Tento proces sa nazýva konvekcia. Pohyblivá hmota jadra vytvára prúdy av dôsledku toho magnetické polia.
Magnetická obrazovka spoľahlivo chráni Zem pred kozmickým žiarením. Jeho hlavným zdrojom je slnečný vietor - pohyb ionizovaných častíc vytekajúcich zo slnečnej koróny. Magnetosféra odvracia tento nepretržitý prúd a presmeruje ho okolo Zeme, vďaka čomu tvrdé žiarenie nemá škodlivý vplyv na všetky živé bytosti modrej planéty.
Keby Zem nemala geomagnetické pole, slnečný vietor by zbavil svoju atmosféru. Podľa jednej hypotézy sa toto presne stalo na Marse. Slnečný vietor nie je ani zďaleka jedinou hrozbou, pretože Slnko tiež uvoľňuje veľké množstvo hmoty a energie vo forme koronálnych emisií sprevádzaných silným prúdom rádioaktívnych častíc. Avšak aj v týchto prípadoch ho magnetické pole Zeme chráni a odvádza tieto prúdy z planéty.
Magnetická obrazovka mení svoje póly približne raz za 250 000 rokov. Nahradí sa severný magnetický pól a naopak. Vedci nemajú jasné vysvetlenie, prečo sa to deje.
História výskumu
Na začiatku civilizácie došlo k zoznámeniu ľudí s úžasnými vlastnosťami pozemského magnetizmu. Už v staroveku bolo ľudstvo známe pre magnetickú železnú rudu - magnetit. Kto a kedy odhalil, že prírodné magnety sú rovnako orientované vo vesmíre vzhľadom na geografické póly planéty, nie je známe. Podľa jednej verzie boli Číňania oboznámení s týmto fenoménom už v roku 1100, ale v praxi ho začali používať až o dve storočia neskôr. V západnej Európe sa magnetický kompas začal používať v navigácii v roku 1187.
Štruktúra a vlastnosti
Magnetické pole Zeme možno rozdeliť na:
- hlavné magnetické pole (95%), ktorého zdroje sú vo vonkajšom vodivom jadre planéty;
- anomálne magnetické pole (4%) vytvorené horninami v hornej vrstve Zeme s dobrou magnetickou susceptibilitou (jedným z najsilnejších je Kurskova magnetická anomália);
- vonkajšie magnetické pole (tiež nazývané striedavé, 1%) spojené so slnečnými a pozemnými interakciami.
Pravidelné geomagnetické variácie
Zmeny v geomagnetickom poli v čase pod vplyvom vnútorných aj vonkajších zdrojov (s ohľadom na povrch planéty) sa nazývajú magnetické variácie. Vyznačujú sa odchýlkou zložiek GP od priemernej hodnoty v mieste pozorovania. Magnetické variácie majú plynulé prispôsobovanie času a také zmeny sú často periodické.
Pravidelné zmeny, ktoré sa opakujú každý deň, sú zmeny v magnetickom poli spojené so slnečnými a mesačnými dennými zmenami v intenzite GP. Variácie dosahujú maximum počas dňa a počas mesačnej konfrontácie.
Nepravidelné geomagnetické variácie
Tieto zmeny vznikajú v dôsledku vplyvu slnečného vetra na zemskú magnetosféru, zmien v samotnej magnetosfére a jej interakcie s ionizovanou hornou atmosférou.
- Dvadsaťsedemdňových variácií existuje ako model opätovného rastu magnetickej poruchy každých 27 dní, čo zodpovedá perióde rotácie hlavného nebeského telesa vzhľadom na pozorovateľa Zeme. Tento trend je spôsobený existenciou aktívnych oblastí s dlhou životnosťou na našej rodnej hviezde, pozorovaných počas niekoľkých revolúcií. Prejavuje sa vo forme 27-dňovej opakovateľnosti geomagnetických porúch a magnetických búrok.
- S periodicitou slnečných škvŕn sa spájajú jedenásťročné variácie. Ukázalo sa, že v rokoch najväčšej koncentrácie tmavých oblastí na slnečnom disku dosahuje magnetická aktivita svoje maximum, rast geomagnetickej aktivity však zaostáva za priemerným slnečným rastom v priemere o jeden rok.
- Sezónne výkyvy majú dve maximá a dve minimá, ktoré zodpovedajú periódam rovnodennosti a času slnovratu.
- Na rozdiel od horeuvedeného, vonkajšieho pôvodu, sa storočia vytvárajú v dôsledku pohybu látok a vĺn v tekutom vodivom jadre planéty a sú hlavným zdrojom informácií o elektrickej vodivosti dolného plášťa a jadra, o fyzikálnych procesoch vedúcich ku konvekcii hmoty, ako aj o mechanizme. Generovanie geomagnetického poľa Zeme. Toto sú najpomalšie variácie - s obdobiami od niekoľkých rokov do roka.
Vplyv magnetického poľa na živý svet
Napriek tomu, že magnetickú obrazovku nemožno vidieť, obyvatelia planéty to cítia dokonale. Napríklad sťahovavé vtáky si stavajú svoju cestu so zameraním na ňu. Vedci predložili niekoľko hypotéz týkajúcich sa tohto fenoménu. Jeden z nich naznačuje, že vtáky to vnímajú vizuálne. V očiach migrujúcich vtákov existujú špeciálne proteíny (kryptochrómy), ktoré sú schopné zmeniť svoju polohu pod vplyvom geomagnetického poľa. Autori tejto hypotézy sú si istí, že kryptochrómy môžu hrať úlohu kompasu. Ako navigátor GPS však používajú magnetickú obrazovku nielen vtáky, ale aj morské korytnačky.
Expozícia ľudí magnetickému sitá
Vplyv geomagnetického poľa na človeka sa zásadne líši od akéhokoľvek iného, či už ide o žiarenie alebo nebezpečný prúd, pretože úplne ovplyvňuje ľudské telo.
Vedci sa domnievajú, že geomagnetické pole funguje v ultra nízkom frekvenčnom rozsahu, v dôsledku čoho spĺňa základné fyziologické rytmy: dýchacie, srdcové a mozog. Človek nemusí cítiť nič, ale telo naň stále reaguje s funkčnými zmenami v nervovom, kardiovaskulárnom systéme a mozgovej aktivite. Psychiatri už mnoho rokov sledujú vzťah medzi výbuchmi intenzity geomagnetického poľa a exacerbáciou duševných chorôb, čo často vedie k samovražde.
„Indexovanie“ geomagnetickej aktivity
Poruchy magnetického poľa spojené so zmenami v súčasnom systéme magnetosféra-ionosféra sa nazývajú geomagnetická aktivita (GA). Na stanovenie jeho úrovne sa používajú dva indexy - A a K. Posledný ukazovateľ ukazuje hodnotu GA. Vypočítava sa na základe meraní magnetického sita uskutočňovaného každý deň v trojhodinových intervaloch, začínajúc o 00:00 UTC (koordinovaný univerzálny čas). Najvyššie indexy magnetického rušenia sa porovnávajú s hodnotami geomagnetického poľa pokojného dňa pre konkrétnu vedeckú inštitúciu, pričom sa zohľadňujú maximálne hodnoty z pozorovaných odchýlok.
Na základe získaných údajov sa vypočíta index K. Vzhľadom na to, že ide o kvázi logaritmické množstvo (t. J. Zvyšuje sa jednotne so zvýšením perturbácie asi dvakrát), nie je možné spriemerovať získať dlhodobý historický obraz stavu geomagnetického poľa planéty. Na tento účel existuje index A, čo je denná priemerná hodnota. Určuje sa jednoducho - každá dimenzia indexu K sa prevedie na ekvivalentný index. Hodnoty K získané počas dňa sú spriemerované, vďaka čomu je možné získať index A, ktorého hodnota v bežných dňoch nepresahuje prah 100 a počas obdobia silných magnetických búrok môže prekročiť 200.
Pretože poruchy geomagnetického poľa na rôznych miestach planéty nie sú rovnaké, hodnoty indexu A z rôznych vedeckých zdrojov sa môžu výrazne líšiť. Aby sa predišlo takémuto nábehu, indexy A, získané observatóriami, sa znížia na priemer a objaví sa globálny index Ar. To isté platí pre index Kp, čo je zlomková hodnota v rozsahu 0-9. Jeho hodnota od 0 do 1 znamená, že geomagnetické pole je normálne, čo znamená, že sú zachované optimálne podmienky pre prechod v krátkych vlnových rozsahoch. Samozrejme, že podliehajú pomerne intenzívnemu toku slnečného žiarenia. Dvojbodové geomagnetické pole je charakterizované ako mierne magnetické rušenie, ktoré mierne komplikuje priechod decimetrických vĺn. Hodnoty od 5 do 7 označujú prítomnosť geomagnetických búrok, ktoré vážne zasahujú do uvedeného rozsahu, a v prípade silnej búrky (8 - 9 bodov) nie je možný prechod krátkych vĺn.
| p | Do r | popis |
| 0 | 0 | tichý |
| 2 | 1 | |
| 3 | ||
| 4 | ||
| 7 | 2 | Slabo rozhorčený |
| 15 | 3 | |
| 27 | 4 | rozrušený |
| 48 | 5 | Magnetická búrka |
| 80 | 6 | |
| 132 | 7 | Skvelá magnetická búrka |
| 208 | 8 | |
| 400 | 9 |
Vplyv magnetických búrok na ľudské zdravie
Negatívne účinky magnetických búrok postihujú 50 - 70% svetovej populácie. Súčasne je u niektorých ľudí pozorovaný nástup stresovej reakcie 1 - 2 dni pred magnetickým rušením, keď sú na slnku pozorované záblesky. Pre ostatných na vrchole alebo nejaký čas po nadmernej geomagnetickej aktivite.
Ľudia závislí od meta, ako aj ľudia trpiaci chronickými chorobami, musia sledovať týždeň informácie o geomagnetickom poli, aby bolo možné vylúčiť prípadné priblíženie magnetických búrok, fyzický a emocionálny stres, ako aj všetky činnosti a udalosti, ktoré môžu viesť k stresu.
