Магнітосфера Землі: наслідки її зміни. Зовнішні оболонки Землі

Магнітосфера огортає будь-яке тіло з магнітнимполем. Вона з'являється через те, що частинки з зарядами ухиляються від вихідної лінії руху під впливом внутрішнього магнетизму. Місце зустрічі сонячної енергії і магнітного поля формує плазму, яка покриває магнітосферної оболонку.

Вплив Сонця на Землю

Сонце виділяє велику кількість енергії, яка постійно розширюється, «випаровується» зовні. Це розширення називають сонячним вітром.

Сонячний вітер поширюється по будь-якимнапрямками, наповнюючи все міжпланетний простір. З цієї причини в міжзоряному області утворюється полум'яне формування, зване плазмою сонячного вітру.

Сонячна плазма рухається спірально, в середньому за 4 доби долає інтервал між Сонцем і Землею.

Сонце виділяє енергію, завдяки якійтриває життя на Землі. Однак від Сонця виходить і небезпечна радіація, руйнівна для всіх живих істот на нашій планеті. При русі Землі навколо Сонця випромінювання розподіляється нерівномірно протягом року. З цієї причини змінюються пори року.

Що захищає Землю?

Природне будова планети Земля захищає її від шкідливого сонячного випромінювання. Земля оточена декількома оболонками:

• магнітосферою, яка захищає від радіаційного сонячного потоку;
• іоносферою, вбирає рентгенівське і ультрафіолетове випромінювання;
• озоновим шаром, стримуючим залишкові кількості ультрафіолету.

В результаті біосфера Землі (середовище проживання живих організмів) виявляється повністю захищеною.

Магнітосфера Землі - захисний шар, самийвіддалений від центру планети. Вона є бар'єром для плазми сонячного вітру. З цієї причини плазма Сонця тече навколо Землі, формуючи полостное освіту, в якому приховано геомагнітне поле.

Чому існує магнітне поле?

Причини земного магнетизму приховані усередині планети. Як відомо про будову планети Земля, вона складається з:

• ядра;
• мантії;
• земної кори.

Навколо планети існують різні поля, в тому числі гравітаційне і магнітне. Гравітація в найпростішому сенсі є тяжінням землі для всіх матеріальних частинок.

Земний магнетизм полягає в явищах, що відбуваються на рубежах ядра і мантії. Сама планета - це величезний магніт, рівномірно намагнічений куля.

Причиною всякого магнітного поля є електрострум або безперервна намагніченість. Вчені, які займаються проблемою магнетизму Землі, з'ясовують:

• причини магнітного тяжіння Землі;
• встановлюють зв'язки між земним магнетизмом і його джерелами;
• визначають розподіл і спрямованість магнітного поля на планеті.

Ці дослідження проводяться за допомогою магнітних зйомок, а також через спостереження в обсерваторіях - спеціальних пунктах в різних областях земної кулі.

Як влаштована магнітосфера?

Вид і пристрій магнітосфери виробляються:

• сонячним вітром;
• земним магнетизмом.

Сонячний вітер - це вихід плазми,распределяющийся від Сонця в будь-які сторони. Швидкість вітру в земної поверхні 300-800 км / с. Сонячний вітер наповнений протонами, електронами, альфа-частками і характеризується квазінейтральності. Сонячний вітер наділений сонячним магнетизмом, що переміщуються плазмою дуже далеко.

Магнітосфера Землі є досить непростоюпорожниною. Всі її ділянки наповнені плазмовими процесами, в яких велике значення мають механізми прискорення частинок. З сонячної сторони проміжок від центру до меж Землі визначається силою сонячного вітру і може досягати від 60 до 70 тисяч кілометрів, що дорівнює 10-12 радіусів Землі Re. Re дорівнює 6371 км.

Межі магнітосфери різні в залежності відрозташування по відношенню до Сонця. Подібна межа з сонячної сторони за формою схожа на снаряд. Її приблизну відстань 15 Re. З темної сторони магнітосфера приймає форму циліндричного хвоста, його радіус 20-25 Re, довжина понад 200 Re, закінчення невідомо.

У магнітосфері є області з частинками високоїенергії, вони називаються «пояса радіації». Магнітосфера здатна ініціювати різні коливання і сама є джерелом радіаційного випромінювання, частина якого може проникати на Землю.

Плазма просочується в магнітосферу Землі через інтервали між рисами магнітопаузи - полярними Каспії, а також з причини гідромагнітних явищ і нестабільності.

Діяльність магнітного поля

Магнітосфера Землі впливає на геомагнітну активність, геомагнітні бурі і суббури.

Вона захищає життя на Землі. Без неї життя б припинилася. На думку вчених, океани Марса і його атмосфера пішли в космос через неприховано впливу сонячного вітру. Так само і води Венери були понесені в космічний простір сонячним потоком.

Магнітосфера є також у Юпітера, Урана, Сатурна і Нептуна. У Марса і Меркурія магнітні оболонки незначні. У Венери її взагалі немає, з сонячним вітром вдається справлятися завдяки іоносфері.

особливості поля

Головне властивість магнітного поля - ценапруженість. Магнітна напруженість - це векторна величина. Магнітне поле планети зображують за допомогою силових ліній, дотичні до них показують напрямок вектора напруженості.

Напруженість магнітного поля в наші дні становить 0,5 Ерстед або 0,1 а / м. Вчені припускають коливання величини в минулому. Але останні 2-3,5 млрд років геомагнітне поле не змінювалося.

Точки на Землі, де напруженість вертикально спрямована, називаються магнітними полюсами. На Землі їх два:

• північний;
• Південний.

Через обидва полюси проходить пряма - магнітна вісь. Окружність, розташована перпендикулярно осі, - це магнітний екватор. Напруженість поля в екваторі розташована горизонтально.

магнітні полюси

Магнітні полюси не відповідають звичайнимгеографічним. Географічні полюси розміщуються по географічній осі, вздовж якої обертається планета. При русі Землі навколо Сонця напрямок земної осі зберігається.

Стрілка компаса показує саме на магнітний північний полюс. Магнітні обсерваторії вимірюють коливання магнітного поля протягом доби, деякі з них займаються щосекундні виміром.

Від Північного полюса до Південного проходять магнітні меридіани. Кут між магнітним і географічним меридіаном називають магнітним відміною. Будь-яка точка на землі має власний кут відміни.

На екваторі стрілка магніту розміщуєтьсягоризонтально. При русі на північ верхній кінець стрілки спрямовується вниз. Кут між стрілкою і горизонтальною поверхнею - це магнітне нахилення. В області полюсів спосіб найбільше і становить 90 градусів.

Пересування магнітного поля

З плином часу розташування магнітних полюсів змінюється.

Спочатку магнітний полюс був відкритий в 1831 році, і тоді він розташовувався за сотні кілометрів від поточного місця розташування. Приблизна відстань пересування за рік - 15 км.

В останні роки темп пересування магнітних полюсів зростає. Північний полюс рухається зі швидкістю 40 км на рік.

Перестановка магнітних полів

Процес зміни полярностей на Землі називається інверсією. Вченим відомо, принаймні, про 100 випадках, коли геомагнітне поле змінювало свою полярність.

Вважається, що інверсія відбувається раз в 11-12тисяч років. Інші версії називають 13, 500 і навіть 780 тисяч років. Можливо, інверсія не має чіткої періодичності. Вчені вважають, що при попередніх інверсіях життя на Землі зберігалася.

Люди задаються питанням: «Коли ж чекати наступну переполюсовку?»

Етап зміщення полюсів відбувається протягомостаннього століття. Південний полюс зараз розташований в Індійському океані, а північний зміщується через Північний Льодовитий океан в сторону Сибіру. Магнітне поле близько полюсів при цьому слабшає. Знижується напруженість.

Швидше за все, при наступній інверсії життя наЗемлі продовжиться. Питання тільки в тому, якою ціною. Якщо інверсія відбувається із згасанням магнітосфери Землі на невеликий час, це може бути дуже небезпечно для людства. Незахищена планета піддається впливу несприятливих наслідків космічних променів. Крім того, зменшення озонового шару також може становити серйозну небезпеку.

Зміна полюсів на Сонці, що сталася в 2001 році, не привела до відключення його магнітного шару. Чи буде подібний сценарій на Землі, вченим невідомо.

Обурення магнітосфери землі: вплив на людину

При первинному наближенні сонячна плазмане досягає магнітосфери. Але за певних умов порушується проникність плазми, виникає пошкодження магнітної оболонки. Сонячна плазма і її енергія проникають в магнітосферу. Щодо до темпу надходження енергетичних потоків існують три варіанти відповіді магнітосфери:

1. Спокійний стан магнітосфери - оболонка не змінює свого стану, оскільки швидкість переміщення енергії занадто мала або дорівнює величині розсіяною енергії всередині магнітної сфери.
2. Магнітна суббурь. Стан, що виникає в тому випадку, коли швидкість приходить енергії вище швидкості стаціонарної диссипации, а частина енергії випаровується з магнітосфери по каналу, називані суббурями. Процес полягає у вивільненні частини магнитосферной енергії. Найяскравіше його уособлення - полярне сяйво. Викиди зайвої енергії можуть відбуватися з періодичністю в 3 години на полярних областях обох півкуль.
3. Магнітна буря - це процес найсильнішого хвилювання поля з високою швидкістю надходить ззовні енергії. Магнітне поле зазнає змін і внизу, в області екватора.

Магнітне поле Землі під час суббурь змінюєтьсялокально, а під час бур зміни є глобальними. У будь-якому випадку ці зміни не бувають вище декількох відсотків, що набагато менше техногенних полів.

Медицина вважає, що магнітні бурінесприятливо впливають на здоров'я людини. У цей період збільшується число пацієнтів, що страждають серцево-судинними патологіями, депресіями та іншими нервово-психічними розладами.

Велика роль магнітосфери Землі у всіхгеографічних процесах на планеті. Ця захисна оболонка охороняє нашу планету від багатьох несприятливих процесів і впливає на погодні умови. Під впливом змін в магнітосфері Землі змінюються кліматичні особливості, форми життєдіяльності тварин і рослин і багато іншого.