Per comprendere il concetto di campo magnetico, è necessario collegare l'immaginazione. La terra è un magnete con due poli. Naturalmente, la dimensione di questo magnete è molto diversa dai magneti rosso-blu familiari alle persone, ma l'essenza rimane la stessa. Le linee del campo magnetico escono da sud e vanno nel terreno al polo magnetico nord. Queste linee invisibili, come se avvolgessero il pianeta con un guscio, formano la magnetosfera terrestre.

I poli magnetici si trovano relativamente vicini ai poli geografici. Periodicamente, i poli magnetici cambiano posizione: ogni anno si spostano di 15 chilometri.

Questo "scudo" della Terra è creato all'interno del pianeta. Il nucleo liquido metallico esterno genera correnti elettriche dovute al movimento del metallo. Queste correnti generano linee di campo magnetico.

Perché hai bisogno di un guscio magnetico? Contiene le particelle della ionosfera, che a loro volta sostengono l'atmosfera. Come sapete, gli strati dell'atmosfera proteggono il pianeta dalle letali radiazioni cosmiche ultraviolette. La stessa magnetosfera protegge anche la Terra dalle radiazioni respingendo il vento solare che la trasporta. Se la Terra non avesse avuto uno "scudo magnetico", non ci sarebbe atmosfera e la vita sul pianeta non sarebbe sorta.

Il significato del campo magnetico nella magia

Gli esoteristi sono da tempo interessati alla magnetosfera terrestre, credendo che possa essere usata nella magia. È noto da tempo che il campo magnetico influisce sulle capacità magiche di una persona: più forte è l'influenza del campo, più debole è l'abilità. Alcuni praticanti usano queste informazioni influenzando i loro nemici con i magneti, che riducono anche il potere della stregoneria.

Una persona è in grado di percepire un campo magnetico. Come e da quali organi ciò avvenga non è ancora chiaro. Tuttavia, alcuni maghi che studiano le capacità umane credono che questo possa essere utilizzato. Ad esempio, molti credono che sia possibile trasferire pensieri ed energia tra loro collegandosi ai flussi.

Inoltre, i praticanti credono che il campo magnetico terrestre influenzi l'aura umana, rendendola più o meno visibile ai chiaroveggenti. Se studi questa caratteristica in modo più dettagliato, puoi imparare a nascondere la tua aura da occhi indiscreti, rafforzando così la tua stessa protezione.

I guaritori magici usano spesso magneti regolari nella guarigione. Questa si chiama magnetoterapia. Tuttavia, se è possibile trattare le persone con normali magneti, allora la gigantesca magnetosfera della Terra può dare risultati ancora maggiori nel trattamento. Forse ci sono già praticanti che hanno imparato a usare il campo magnetico generale per tali scopi.

Un'altra direzione in cui viene utilizzata la forza magnetica è la ricerca di persone. Regolando i dispositivi magnetici, il praticante può utilizzarli per trovare il luogo in cui si trova questa o quella persona, senza ricorrere ad altre misurazioni.

Anche la bioenergetica utilizza attivamente le onde magnetiche per i propri scopi. Con il suo aiuto, possono purificare una persona da danni e coloni, nonché purificare la sua aura e il suo karma. Rafforzando o indebolendo le onde magnetiche che legano tutte le persone del pianeta, puoi creare incantesimi e risvolti d'amore.

Influenzando i flussi magnetici, è possibile controllare i flussi di energia nel corpo umano. Quindi alcune pratiche possono influenzare la psiche e l'attività cerebrale di una persona, ispirare pensieri e diventare vampiri energetici.

Tuttavia, l'area più importante della magia, nello sviluppo della quale aiuterà la comprensione del potere insito nel campo magnetico, è la levitazione. La capacità di volare e spostare oggetti nell'aria ha entusiasmato a lungo le menti dei sognatori, ma i praticanti considerano tali abilità abbastanza probabili. Il corretto appello alle forze naturali, la conoscenza del lato esoterico dei campi geomagnetici e una quantità sufficiente di forze possono aiutare i maghi a muoversi completamente nell'aria.

Anche il campo elettromagnetico della Terra ha una curiosa proprietà. Molti maghi presumono che questo sia anche il campo informativo della Terra, da cui si possono trarre tutte le informazioni necessarie per esercitarsi.

Magnetoterapia

Un metodo particolarmente interessante per utilizzare la forza dei campi magnetici nell'esoterismo è la magnetoterapia. Molto spesso, tale trattamento si verifica a causa di magneti convenzionali o dispositivi magnetici. Con il loro aiuto, i maghi trattano le persone sia dalle malattie del corpo fisico, sia da una varietà di negatività magica. Tale trattamento è considerato estremamente efficace, in quanto mostra un risultato positivo anche nei casi avanzati degli effetti distruttivi della magia nera.

Il metodo più comune di trattamento con un magnete è associato alla perturbazione dei campi energetici al momento della collisione dei poli magnetici con lo stesso nome. Un impatto così semplice delle onde magnetiche del biocampo fa scuotere bruscamente l'energia di una persona e inizia a sviluppare attivamente "l'immunità": letteralmente strappare ed espellere la magica negatività. Lo stesso vale per le malattie del corpo e della psiche, così come la negatività karmica: il potere del magnete può aiutare a purificare l'anima e il corpo da qualsiasi inquinamento. Un magnete nella sua azione è simile ad un energetico per le forze interne.

Solo pochi praticanti sono in grado di utilizzare le forze del vasto campo di informazioni terrene. Se impari a lavorare correttamente con il campo energetico-informativo, puoi ottenere risultati sorprendenti. I piccoli magneti sono estremamente efficaci nelle pratiche esoteriche e la forza dell'intero magnete terreno offrirà opportunità molto maggiori per controllare le forze.

Stato attuale del campo magnetico

Rendendosi conto del significato del campo geomagnetico, non si può che essere inorriditi nell'apprendere che sta gradualmente scomparendo. Negli ultimi 160 anni, il suo potere è andato diminuendo a un ritmo spaventosamente veloce. Finora, una persona praticamente non sente l'influenza di questo processo, ma il momento in cui iniziano i problemi si avvicina ogni anno.

L'anomalia del Sud Atlantico è il nome dato a un'enorme area della superficie terrestre nell'emisfero meridionale, dove il campo geomagnetico si sta indebolendo in modo più evidente oggi. Nessuno sa cosa abbia causato questo cambiamento. Si presume che già nel 22° secolo ci sarà un altro cambiamento globale dei poli magnetici. A cosa porterà questo può essere compreso studiando le informazioni sul valore del campo.

Lo sfondo geomagnetico si sta indebolendo in modo irregolare oggi. Se in generale sulla superficie della Terra è diminuito dell'1-2%, quindi al posto dell'anomalia - del 10%. Contemporaneamente alla diminuzione dell'intensità del campo, scompare anche lo strato di ozono, a causa del quale compaiono buchi di ozono.

Gli scienziati non sanno ancora come fermare questo processo e credono che con una diminuzione del campo, la Terra morirà gradualmente. Tuttavia, alcuni maghi credono che durante il periodo di declino del campo magnetico, le capacità magiche delle persone siano in costante crescita. Grazie a ciò, quando il campo sarà quasi completamente esaurito, le persone saranno in grado di controllare tutte le forze della natura, salvando così la vita sul pianeta.

Molti altri maghi sono sicuri che si verifichino disastri naturali e forti cambiamenti nella vita delle persone a causa dell'indebolimento dello sfondo geomagnetico. L'ambiente politico teso, i cambiamenti nell'umore generale dell'umanità e il crescente numero di casi della malattia che associano a questo processo.

• I poli magnetici cambiano posto circa una volta ogni 2,5 secoli. Il nord va al posto del sud e viceversa. Nessuno conosce le ragioni dell'origine di questo fenomeno e non si sa nemmeno come tali movimenti influenzino il pianeta.
• A causa della formazione di correnti magnetiche all'interno del globo, ci sono terremoti. Le correnti provocano il movimento delle placche tettoniche, che provocano terremoti con punteggi elevati.
• Il campo magnetico è ciò che provoca l'aurora boreale.
• Le persone e gli animali vivono sotto la costante influenza della magnetosfera. Negli esseri umani, questo è solitamente espresso dalle reazioni del corpo alle tempeste magnetiche. Gli animali, invece, sotto l'influenza del flusso elettromagnetico, trovano la strada giusta - ad esempio, gli uccelli durante la migrazione vengono guidati proprio lungo di essa. Inoltre, le tartarughe e altri animali sentono dove si trovano, grazie a questo fenomeno.
• Alcuni scienziati ritengono che la vita su Marte sia impossibile proprio a causa della mancanza di un campo magnetico. Questo pianeta è abbastanza adatto alla vita, ma non è in grado di respingere le radiazioni, che distruggono sul nascere tutta la vita che potrebbe esistere su di esso.
• Le tempeste magnetiche causate dai brillamenti solari colpiscono le persone e l'elettronica. La forza della magnetosfera terrestre non è abbastanza forte da resistere completamente ai brillamenti, quindi il 10-20% dell'energia del brillamento si fa sentire sul nostro pianeta.
• Nonostante il fenomeno dell'inversione dei poli magnetici sia stato poco studiato, è noto che durante il periodo di cambiamento della configurazione dei poli, la Terra è più suscettibile all'esposizione alle radiazioni. Alcuni scienziati ritengono che fu durante uno di questi periodi che i dinosauri si estinsero.
• La storia dello sviluppo della biosfera coincide con lo sviluppo dell'elettromagnetismo terrestre.

È importante che ogni persona abbia almeno informazioni di base sul campo geomagnetico della Terra. E per chi pratica la magia, tanto più vale la pena prestare attenzione a questi dati. Forse presto i praticanti saranno in grado di apprendere nuovi metodi per utilizzare queste forze nell'esoterismo, aumentando così la loro forza e fornendo al mondo nuove importanti informazioni.

Il campo magnetico terrestre è una formazione generata da fonti all'interno del pianeta. È oggetto di studio della corrispondente sezione di geofisica. Successivamente, diamo un'occhiata più da vicino a cos'è il campo magnetico terrestre, come si forma.

informazioni generali

Non lontano dalla superficie della Terra, approssimativamente a una distanza di tre dei suoi raggi, le linee di forza del campo magnetico sono disposte in un sistema di "due cariche polari". Ecco un'area chiamata "sfera di plasma". Con la distanza dalla superficie del pianeta, aumenta l'influenza del flusso di particelle ionizzate dalla corona solare. Ciò porta alla compressione della magnetosfera dal lato del Sole e, viceversa, il campo magnetico terrestre viene estratto dal lato opposto, in ombra.

sfera di plasma

Un effetto tangibile sul campo magnetico superficiale della Terra è esercitato dal movimento diretto di particelle cariche negli strati superiori dell'atmosfera (ionosfera). La posizione di quest'ultimo è da cento chilometri e oltre dalla superficie del pianeta. Il campo magnetico terrestre contiene la plasmasfera. Tuttavia, la sua struttura dipende fortemente dall'attività del vento solare e dalla sua interazione con lo strato di contenimento. E la frequenza delle tempeste magnetiche sul nostro pianeta è dovuta ai brillamenti solari.

Terminologia

Esiste un concetto di "asse magnetico della Terra". Questa è una linea retta che passa attraverso i poli corrispondenti del pianeta. L'"equatore magnetico" è il cerchio massimo del piano perpendicolare a questo asse. Il vettore su di esso ha una direzione vicina all'orizzontale. L'intensità media del campo magnetico terrestre dipende in modo significativo dalla posizione geografica. È approssimativamente uguale a 0,5 Oe, ovvero 40 A / m. All'equatore magnetico, lo stesso indicatore è di circa 0,34 Oe, e vicino ai poli è vicino a 0,66 O. In alcune anomalie del pianeta, ad esempio, all'interno dell'anomalia di Kursk, l'indicatore è aumentato e ammonta a 2 Oe. le linee della magnetosfera terrestre a struttura complessa, proiettate sulla sua superficie e convergenti ai suoi stessi poli, sono chiamate "meridiani magnetici".

La natura dell'evento. Ipotesi e congetture

Non molto tempo fa, l'ipotesi sulla connessione tra l'emergere della magnetosfera terrestre e il flusso di corrente in un nucleo di metallo liquido, situato a una distanza di un quarto o un terzo del raggio del nostro pianeta, ha acquisito il diritto di esistere. Gli scienziati hanno un'ipotesi sulle cosiddette "correnti telluriche" che scorrono vicino alla crosta terrestre. Va detto che nel tempo c'è una trasformazione della formazione. Il campo magnetico terrestre è cambiato molte volte negli ultimi centottanta anni. Questo è fissato nella crosta oceanica, e questo è evidenziato da studi sulla magnetizzazione residua. Confrontando le sezioni su entrambi i lati delle creste oceaniche, viene determinato il tempo di divergenza di queste sezioni.

Spostamento dei poli magnetici della Terra

La posizione di queste parti del pianeta non è costante. Il fatto dei loro spostamenti è stato registrato dalla fine del XIX secolo. Nell'emisfero australe, il polo magnetico si è spostato di 900 km durante questo periodo ed è finito nell'Oceano Indiano. Processi simili si stanno verificando nella parte settentrionale. Qui il polo si sta spostando verso l'anomalia magnetica nella Siberia orientale. Dal 1973 al 1994, la distanza percorsa qui dalla sezione è stata di 270 km. Questi dati precalcolati sono stati successivamente confermati dalle misurazioni. Secondo gli ultimi dati, la velocità del polo magnetico dell'emisfero settentrionale è aumentata in modo significativo. È passato dai 10 km/anno degli anni '70 del secolo scorso ai 60 km/anno dell'inizio di questo secolo. Allo stesso tempo, la forza del campo magnetico terrestre diminuisce in modo non uniforme. Quindi, negli ultimi 22 anni, è diminuito dell'1,7% in alcuni luoghi e da qualche parte del 10%, sebbene ci siano anche aree in cui, al contrario, è aumentato. L'accelerazione nello spostamento dei poli magnetici (di circa 3 km all'anno) fa supporre che il loro movimento osservato oggi non sia un'escursione, questa è un'altra inversione.

Ciò è indirettamente confermato dall'aumento dei cosiddetti "divari polari" nel sud e nel nord della magnetosfera. Il materiale ionizzato della corona solare e dello spazio penetra rapidamente nelle estensioni risultanti. Da ciò, una quantità crescente di energia viene raccolta nelle regioni subpolari della Terra, che di per sé è irta di un ulteriore riscaldamento delle calotte polari.

Coordinate

La scienza che studia i raggi cosmici utilizza le coordinate del campo geomagnetico, dal nome dello scienziato McIlwain. Fu il primo a suggerire di utilizzarli, poiché si basano su varianti modificate dell'attività di elementi carichi in un campo magnetico. Per un punto vengono utilizzate due coordinate (L, B). Caratterizzano il guscio magnetico (parametro di McIlwain) e l'induzione di campo L. Quest'ultimo è un parametro pari al rapporto tra la distanza media della sfera dal centro del pianeta e il suo raggio.

"Inclinazione magnetica"

Diverse migliaia di anni fa, i cinesi fecero una scoperta sorprendente. Hanno scoperto che gli oggetti magnetizzati possono essere posizionati in una certa direzione. E a metà del XVI secolo, Georg Cartmann, uno scienziato tedesco, fece un'altra scoperta in quest'area. È così che è apparso il concetto di "inclinazione magnetica". Questo nome indica l'angolo di deviazione della freccia verso l'alto o verso il basso dal piano orizzontale sotto l'influenza della magnetosfera del pianeta.

Dalla storia della ricerca

Nella regione dell'equatore magnetico settentrionale, che è diverso da quello geografico, l'estremità settentrionale scende, mentre a sud, al contrario, sale. Nel 1600, il medico inglese William Gilbert fece per primo ipotesi sulla presenza del campo magnetico terrestre, provocando un certo comportamento degli oggetti pre-magnetizzati. Nel suo libro ha descritto un esperimento con una palla dotata di una freccia di ferro. Come risultato della ricerca, è giunto alla conclusione che la Terra è un grande magnete. Gli esperimenti furono condotti anche dall'astronomo inglese Henry Gellibrant. Come risultato delle sue osservazioni, è giunto alla conclusione che il campo magnetico terrestre è soggetto a lenti cambiamenti.

José de Acosta ha descritto la possibilità di utilizzare una bussola. Stabilì anche la differenza tra il Polo Magnetico e il Polo Nord, e nella sua famosa Storia (1590) fu confermata la teoria delle linee senza deviazione magnetica. Anche Cristoforo Colombo ha dato un contributo significativo allo studio della questione in esame. Possiede la scoperta dell'incoerenza della declinazione magnetica. Le trasformazioni dipendono dai cambiamenti nelle coordinate geografiche. La declinazione magnetica è l'angolo di deviazione della freccia dalla direzione nord-sud. In connessione con la scoperta di Colombo, la ricerca si è intensificata. Le informazioni su cosa fosse il campo magnetico terrestre erano estremamente necessarie per i navigatori. Anche M. V. Lomonosov ha lavorato su questo problema. Per lo studio del magnetismo terrestre, ha raccomandato di condurre osservazioni sistematiche utilizzando punti permanenti (come osservatori) per questo. Era anche molto importante, secondo Lomonosov, eseguirlo in mare. Questa idea del grande scienziato fu realizzata in Russia sessant'anni dopo. La scoperta del Polo Magnetico nell'arcipelago canadese appartiene all'esploratore polare inglese John Ross (1831). E nel 1841 scoprì anche l'altro polo del pianeta, ma già in Antartide. L'ipotesi sull'origine del campo magnetico terrestre è stata avanzata da Carl Gauss. Ben presto dimostrò anche che la maggior parte di essa è alimentata da una fonte all'interno del pianeta, ma la ragione delle sue lievi deviazioni è nell'ambiente esterno.

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 terrestre e l'intera regione dello spazio vicino alla Terra in cui si trovano è chiamata magnetosfera(figura 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 cometaria 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.

Poli magnetici terrestri

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. Allo stato attuale, 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

Si chiamano le linee di forza che corrono da un polo magnetico all'altro meridiani magnetici. Si forma un angolo tra i meridiani magnetici e geografici, chiamato declinazione magnetica. Ogni luogo sulla Terra ha il proprio angolo di declinazione. Nell'area di Mosca, l'angolo di declinazione è di 7° a est, ea Yakutsk, di circa 17° a ovest. Ciò significa che l'estremità settentrionale della bussola a Mosca devia di T a destra del meridiano geografico che passa per Mosca, ea 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. Viene chiamato l'angolo formato da un ago magnetico e un piano orizzontale inclinazione magnetica. Ai poli magnetici nord e sud, l'inclinazione magnetica è massima. È uguale a 90°. Al polo magnetico nord, un ago magnetico sospeso liberamente verrà installato verticalmente con l'estremità nord verso il basso, e al polo magnetico sud, la sua estremità sud scenderà. 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 sta attualmente muovendo a 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 deviano 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 scorrono 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" in 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 nuvole magnetiche e portano a 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 per 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. Sulla base del tempo di ritardo, la velocità di tale flusso corpuscolare è stimata in diversi milioni di km/h.

Durante forti tempeste magnetiche, il normale funzionamento del telegrafo, del telefono e della radio viene interrotto.

Le tempeste magnetiche sono spesso osservate a 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 loro, parte del vento solare dal lato del giorno penetra nella magnetosfera e quindi nell'atmosfera superiore. Anche le particelle dalla 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 causano le aurore qui.

Quindi, le tempeste magnetiche e i cambiamenti giornalieri 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 sorgenti nascoste all'interno del pianeta. Il campo magnetico principale è dovuto a sorgenti situate nelle profondità della Terra. Possono essere approssimativamente divisi in due gruppi. La maggior parte di essi è associata a processi nel nucleo terrestre, dove, a seguito di movimenti continui e regolari della sostanza elettricamente conduttiva, viene creato un sistema di correnti elettriche. L'altro è connesso al fatto che le rocce della crosta terrestre, essendo magnetizzate dal campo elettrico principale (campo del nucleo), creano un 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 gravitazionale 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 in esso, allora avrebbe un normale campo gravitazionale. La differenza tra l'intensità del campo gravitazionale reale e quella teorica è l'anomalia della gravità. La diversa composizione del materiale, 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 quindi creano 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”chiamano i 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, l'ulteriore sviluppo dell'astronomia, della fisica e di altre scienze è impossibile.

Nei giorni scorsi sui siti di informazione scientifica è apparsa una grande quantità di notizie sul campo magnetico terrestre. Ad esempio, la notizia che recentemente è cambiata in modo significativo, o che il campo magnetico contribuisce alla fuoriuscita di ossigeno dall'atmosfera terrestre, e persino che le mucche si orientano lungo le linee del campo magnetico nei pascoli. Cos'è il campo magnetico e quanto sono importanti tutte le notizie di cui sopra?

- Questa è l'area intorno al nostro pianeta in cui agiscono le forze magnetiche. La questione dell'origine del campo magnetico non è stata ancora definitivamente risolta. Tuttavia, la maggior parte dei ricercatori concorda sul fatto che la presenza del campo magnetico terrestre sia almeno in parte dovuta al suo nucleo. Il nucleo della Terra è costituito da una parte interna solida e da una parte esterna liquida. La rotazione della Terra crea correnti costanti nel nucleo liquido. Come il lettore ricorderà dalle lezioni di fisica, il movimento delle cariche elettriche provoca la comparsa di un campo magnetico attorno ad esse.

Una delle teorie più comuni che spiegano la natura del campo, la teoria dell'effetto dinamo, presuppone che i movimenti convettivi o turbolenti di un fluido conduttore nel nucleo contribuiscano all'autoeccitazione e al mantenimento del campo in uno stato stazionario.

La terra può essere considerata come un dipolo magnetico. Il suo polo sud si trova al Polo Nord geografico e il nord, rispettivamente, al Sud. Infatti i poli geografici e magnetici della Terra non coincidono non solo in "direzione". L'asse del campo magnetico è inclinato rispetto all'asse di rotazione della Terra di 11,6 gradi. A causa del fatto che la differenza non è molto significativa, possiamo usare una bussola. La sua freccia punta esattamente al polo magnetico sud della Terra e quasi esattamente al nord geografico. Se la bussola fosse stata inventata 720.000 anni fa, avrebbe indicato sia il polo nord geografico che quello magnetico. Ma ne parleremo più avanti.

Il campo magnetico protegge gli abitanti della Terra e i satelliti artificiali dagli effetti dannosi delle particelle cosmiche. Tali particelle includono, ad esempio, particelle ionizzate (cariche) del vento solare. Il campo magnetico cambia la traiettoria del loro movimento, dirigendo le particelle lungo le linee del campo. La necessità di un campo magnetico per l'esistenza della vita restringe la gamma di pianeti potenzialmente abitabili (se procediamo dal presupposto che le forme di vita ipoteticamente possibili siano simili agli abitanti terrestri).

Gli scienziati non escludono che alcuni dei pianeti terrestri non abbiano un nucleo metallico e, di conseguenza, siano privi di campo magnetico. Fino ad ora si credeva che i pianeti, costituiti da rocce solide, come la Terra, contenessero tre strati principali: una crosta solida, un mantello viscoso e un nucleo di ferro solido o fuso. In un recente articolo, gli scienziati del Massachusetts Institute of Technology hanno proposto due possibili meccanismi per la formazione di pianeti "rocciosi" senza nucleo. Se i calcoli teorici dei ricercatori sono confermati dalle osservazioni, allora la formula per calcolare la probabilità di incontrare umanoidi nell'Universo, o almeno qualcosa che assomigli alle illustrazioni di un libro di testo di biologia, dovrà essere riscritta.

Anche i terrestri possono perdere la loro protezione magnetica. È vero, i geofisici non possono ancora dire esattamente quando ciò accadrà. Il fatto è che i poli magnetici della Terra sono instabili. Periodicamente cambiano posto. Non molto tempo fa, i ricercatori hanno scoperto che la Terra "ricorda" il cambiamento dei poli. Un'analisi di tali "ricordi" ha mostrato che negli ultimi 160 milioni di anni, il nord magnetico e il sud hanno cambiato posto circa 100 volte. L'ultima volta che questo evento è accaduto circa 720 mila anni fa.

Il cambio di poli è accompagnato da un cambiamento nella configurazione del campo magnetico. Durante il "periodo di transizione" molte più particelle cosmiche pericolose per gli organismi viventi penetrano nella Terra. Una delle ipotesi che spiegano l'estinzione dei dinosauri afferma che i rettili giganti si estinsero proprio durante il successivo cambio di poli.

Oltre alle "tracce" di attività pianificate per cambiare i poli, i ricercatori hanno notato pericolosi spostamenti nel campo magnetico terrestre. Un'analisi dei dati sulle sue condizioni nel corso di diversi anni ha mostrato che negli ultimi mesi hanno cominciato a verificarsi in lui pericolosi cambiamenti. Gli scienziati non registrano "movimenti" così bruschi del campo da molto tempo. L'area di preoccupazione per i ricercatori si trova nell'Oceano Atlantico meridionale. Lo "spessore" del campo magnetico in questa regione non supera un terzo di quello "normale". I ricercatori hanno a lungo prestato attenzione a questo "buco" nel campo magnetico terrestre. I dati raccolti in oltre 150 anni mostrano che il campo qui si è indebolito del dieci percento in questo periodo.

Al momento è difficile dire come questo minacci l'umanità. Una delle conseguenze dell'indebolimento dell'intensità del campo potrebbe essere un aumento (anche se insignificante) del contenuto di ossigeno nell'atmosfera terrestre. La connessione tra il campo magnetico terrestre e questo gas è stata stabilita utilizzando il sistema satellitare Cluster, un progetto dell'Agenzia spaziale europea. Gli scienziati hanno scoperto che il campo magnetico accelera gli ioni di ossigeno e li "getta" nello spazio.

Nonostante il campo magnetico non sia visibile, gli abitanti della Terra lo sentono bene. Gli uccelli migratori, ad esempio, trovano la loro strada, concentrandosi su di essa. Ci sono diverse ipotesi che spiegano esattamente come si sentono sul campo. Uno di questi suggerisce che gli uccelli percepiscono visivamente il campo magnetico. Proteine ​​​​speciali - criptocromi - agli occhi degli uccelli migratori sono in grado di cambiare posizione sotto l'influenza di un campo magnetico. Gli autori della teoria ritengono che i criptocromi possano fungere da bussola.

Oltre agli uccelli, le tartarughe marine utilizzano il campo magnetico terrestre anziché il GPS. E, come dimostra l'analisi delle fotografie satellitari presentate nell'ambito del progetto Google Earth, le mucche. Dopo aver studiato le fotografie di 8510 mucche in 308 regioni del mondo, gli scienziati hanno concluso che questi animali orientano preferenzialmente i loro corpi da nord a sud (o da sud a nord). Inoltre i “punti di riferimento” per le mucche non sono geografici, ma proprio i poli magnetici della Terra. Il meccanismo della percezione del campo magnetico da parte delle mucche e le ragioni di tale reazione ad esso rimangono poco chiare.

Oltre a queste notevoli proprietà, il campo magnetico contribuisce alla comparsa delle aurore. Sorgono come risultato di bruschi cambiamenti di campo che si verificano in regioni remote del campo.

Il campo magnetico non è stato ignorato dai sostenitori di una delle "teorie del complotto": la teoria della bufala lunare. Come accennato in precedenza, il campo magnetico ci protegge dalle particelle cosmiche. Le particelle "raccolte" si accumulano in alcune parti del campo, le cosiddette fasce di radiazione di Van Alen. Gli scettici che non credono nella realtà degli sbarchi sulla luna credono che durante il volo attraverso le fasce di radiazioni, gli astronauti riceverebbero una dose letale di radiazioni.

Il campo magnetico terrestre è una sorprendente conseguenza delle leggi della fisica, uno scudo protettivo, punto di riferimento e creatore delle aurore. Senza di esso, la vita sulla Terra potrebbe apparire molto diversa. In generale, se non ci fosse il campo magnetico, bisognerebbe inventarlo.

La struttura e le caratteristiche del campo magnetico terrestre

A una piccola distanza dalla superficie terrestre, circa tre dei suoi raggi, le linee del campo magnetico hanno una disposizione simile a un dipolo. Questa regione è chiamata plasmasfera terrestre.

Man mano che ci allontaniamo dalla superficie terrestre, l'influenza del vento solare si intensifica: dal lato del Sole il campo geomagnetico si contrae e dal lato opposto, notturno, si allunga in una lunga coda.

plasmasfera

Un notevole effetto sul campo magnetico sulla superficie terrestre è esercitato dalle correnti nella ionosfera. Questa regione dell'atmosfera superiore 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 i brillamenti solari.

Opzioni campo

I punti della Terra in cui l'intensità del campo magnetico ha una direzione verticale sono chiamati poli magnetici. Ci sono due di questi punti sulla Terra: il polo magnetico nord e il polo magnetico sud.

La retta passante per i poli magnetici si chiama asse magnetico terrestre. La circonferenza di un cerchio massimo in un piano perpendicolare all'asse magnetico si chiama equatore magnetico. L'intensità del campo magnetico nei punti dell'equatore magnetico ha una direzione approssimativamente orizzontale.

L'intensità media del campo sulla superficie terrestre è di circa 0,5 Oe (40 A/m) e dipende fortemente dalla posizione geografica. L'intensità del campo magnetico all'equatore magnetico è di circa 0,34 Oe (Oersted), ai poli magnetici è di circa 0,66 Oe. In alcune zone (nelle cosiddette regioni di anomalie magnetiche), la tensione aumenta bruscamente. Nella regione dell'anomalia magnetica di Kursk, raggiunge 2 Oe.

Il momento magnetico di dipolo della Terra nel 1995 era di 7,812x10 25 Gs cm 3 (o 7,812x10 22 A m 2), diminuendo in media negli ultimi decenni di 0,004x10 25 Gs cm 3 o 1/4000 all'anno.

È comune l'approssimazione del campo magnetico terrestre sotto forma di una serie di armoniche: la serie gaussiana.

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 pulsazioni 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 calcola che la zona in cui opera il meccanismo della "dinamo magnetica" si trovi a una distanza di 0,25-0,3 del raggio terrestre. Un meccanismo simile 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).

Variazioni del campo magnetico terrestre

Gli studi sulla magnetizzazione residua acquisita dalle rocce ignee durante il loro raffreddamento al di sotto del punto di Curie indicano ripetute inversioni del campo magnetico terrestre, registrate nelle anomalie magnetiche a striscia della crosta oceanica, parallele agli assi delle dorsali medio-oceaniche.

Formazione di anomalie magnetiche a banda durante la diffusione.

Lo spostamento dei poli magnetici terrestri

Lo spostamento dei poli magnetici è stato registrato dal 1885. Negli ultimi 100 anni, il polo magnetico nell'emisfero australe si è spostato di quasi 900 km ed è entrato nell'Oceano Indiano. Gli ultimi dati sullo stato del polo magnetico artico (in movimento verso l'anomalia magnetica mondiale della Siberia orientale attraverso l'Oceano Artico) hanno mostrato che dal 1973 al 1984 la sua portata era di 120 km, dal 1984 al 1994 - più di 150 km. Sebbene questi dati siano calcolati, sono confermati dalle misurazioni del polo nord magnetico. All'inizio del 2007, la velocità di deriva del polo nord magnetico è aumentata da 10 km/anno negli anni '70 a 60 km/anno nel 2004.

L'intensità del campo magnetico terrestre sta diminuendo e in modo non uniforme. Negli ultimi 22 anni è diminuito in media dell'1,7% e in alcune regioni, ad esempio nell'Oceano Atlantico meridionale, del 10%. In alcuni punti, la forza del campo magnetico, contrariamente alla tendenza generale, è addirittura aumentata.

L'accelerazione del movimento dei poli (mediamente di 3 km/anno) e il loro movimento lungo i corridoi di inversione dei poli magnetici (più di 400 paleoinversioni hanno permesso di identificare questi corridoi) suggerisce che questo movimento dei poli dovrebbe essere visto non come un'escursione, ma come un'altra inversione del campo magnetico terrestre.

Ciò è confermato anche dall'attuale aumento dell'angolo di apertura delle cuspidi (fessure polari nella magnetosfera a nord ea sud), che ha raggiunto i 45° a metà degli anni '90. Il materiale di radiazione 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.

In passato, le inversioni dei poli magnetici si sono verificate molte volte e la vita è stata preservata. La domanda è a quale costo. Se, come affermato in alcune ipotesi, durante l'inversione dei poli, la magnetosfera terrestre scompare per qualche tempo, allora un flusso di raggi cosmici cadrà sulla Terra, il che è pericoloso per gli abitanti della terra e tanto più se la scomparsa della magnetosfera è associata all'esaurimento dello strato di ozono. È incoraggiante che durante l'inversione del campo magnetico del Sole, avvenuta nel marzo 2001, non sia stata registrata la completa scomparsa della magnetosfera solare. Il ciclo completo del campo magnetico del Sole è di 22 anni.

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, che per primo ne propose l'uso, poiché si basano sulle 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 L di McIlwain, B è l'induzione del campo magnetico (solitamente in Gs). 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 posizionati 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 al quale la freccia sotto l'influenza del campo magnetico terrestre devia dal piano orizzontale verso l'alto o verso il basso. Nell'emisfero a nord dell'equatore magnetico (che non coincide con l'equatore geografico), l'estremità settentrionale della freccia devia verso il basso, a sud - viceversa. All'equatore magnetico stesso, le linee del campo magnetico sono parallele alla superficie terrestre.

Per la prima volta, l'ipotesi della presenza del campo magnetico terrestre, che provoca un tale comportamento degli oggetti magnetizzati, fu fatta dal medico e filosofo naturale inglese William Gilbert nel 1600 nel suo libro "On the Magnet" ("De Magnete "), in cui ha descritto l'esperienza con una palla 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 hanno mostrato che il campo geomagnetico non è costante, ma cambia lentamente.

José de Acosta (uno dei Fondatori della Geofisica, secondo Humboldt) nella sua Storia (1590) ebbe per primo la teoria delle quattro linee senza declinazione magnetica (descrisse l'uso della bussola, l'angolo di declinazione, le differenze tra la e il Polo Nord; sebbene le declinazioni fossero note già nel XV secolo, descrisse la fluttuazione delle deviazioni da un punto all'altro; identificò luoghi con deviazione zero: ad esempio, nelle Azzorre).

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 con i cambiamenti 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 l'accuratezza delle letture della bussola. Per studiare il magnetismo terrestre, M. V. Lomonosov raccomandava di organizzare una rete di punti permanenti (osservatori) in cui effettuare osservazioni magnetiche sistematiche; tali osservazioni dovrebbero essere ampiamente effettuate 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 maggior parte di esso esce dalla Terra e si deve ricercare la causa di piccole, brevi deviazioni nei suoi valori nell'ambiente esterno.

fonte - Wikipedia

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Campo magnetico terrestre.

Le principali questioni discusse durante la lezione:

1. La natura del geomagnetismo.

2. Elementi del campo magnetico terrestre.

3. Struttura del campo geomagnetico.

4. Magnetosfera e cinture di radiazione della Terra.

5. Variazioni secolari del campo geomagnetico.

6. Anomalie del campo geomagnetico.

1. La natura del geomagnetismo. Il magnetismo terrestre, o geomagnetismo, è una proprietà della Terra in quanto corpo celeste, che determina l'esistenza di un campo magnetico attorno ad essa. La geomagnetologia è la scienza della terra.

La teoria della dinamo idromagnetica si basa sul fatto stabilito dai geofisici che a una profondità di 2900 km esiste un nucleo esterno "liquido" della Terra con una buona conduttività elettrica (106-105 S/m).

L'idea di una dinamo idromagnetica fu proposta per la prima volta nel 1919 da Larmor in Inghilterra per spiegare il magnetismo del Sole. In Terrestrial Magnetism (1947), il fisico sovietico Ya. I. Frenkel espresse l'idea che la convezione termica nel nucleo terrestre sia proprio la causa che attiva la dinamo idromagnetica del nucleo terrestre.

Le disposizioni principali dell'ipotesi della dinamo idromagnetica sono le seguenti.

1. A causa del cosiddetto effetto giromagnetico (dal greco giroscopio - giro, cerchio) e della rotazione della Terra durante la sua formazione, potrebbe sorgere un campo magnetico molto debole. L'effetto giromagnetico è la magnetizzazione di corpi ferromagnetici dovuta alla loro rotazione e alla loro rotazione in determinate condizioni di magnetizzazione. Nell'effetto giromagnetico si trova una connessione tra i momenti meccanici e magnetici dell'atomo.

2. La presenza di elettroni liberi nel nucleo e la rotazione della Terra in un campo magnetico così debole hanno portato all'induzione di correnti elettriche parassite nel nucleo.

3. Le correnti parassite indotte, a loro volta, creano (generano) un campo magnetico, come avviene nelle dinamo. Un aumento del campo magnetico terrestre dovrebbe portare a un nuovo aumento delle correnti parassite nel nucleo, e quest'ultimo - a un aumento del campo magnetico.

4. Un processo simile alla rigenerazione dura fino a quando la dissipazione di energia dovuta alla viscosità del nucleo e alla sua resistenza elettrica è compensata dall'energia aggiuntiva delle correnti parassite e di altre cause.

Quindi, secondo Frenkel, il nucleo terrestre è una specie di turbogeneratore naturale. Il ruolo della turbina al suo interno è svolto dai flussi di calore: sollevano grandi masse di metallo fuso, che ha la proprietà di un liquido, verso l'alto lungo il raggio dalle viscere del nucleo. Le particelle più fredde, e quindi più pesanti, degli strati superiori affondano. La forza di Coriolis li "fa roteare" attorno all'asse terrestre, formando così gigantesche spire all'interno della "dinamo terrestre". In questi flussi chiusi di metallo caldo, come nelle spire di filo all'ancora di una normale dinamo, deve essersi formata molto tempo fa una corrente di induzione. Ha gradualmente magnetizzato il nucleo della terra. Il campo magnetico iniziale molto debole è aumentato fino a raggiungere il suo valore limite nel tempo. Questo limite è stato raggiunto in un lontano passato. E sebbene il turbogeneratore terrestre continui a funzionare, l'energia cinetica dei flussi di metallo liquido non viene più spesa per la magnetizzazione del nucleo terrestre, ma viene completamente convertita in calore.

Il campo magnetico terrestre esiste da circa 3 miliardi di anni, ovvero circa 1,5 miliardi di anni in meno rispetto alla sua età. Ciò significa che non era una reliquia e, in assenza di un meccanismo di ripristino, non avrebbe potuto esistere durante l'intera storia geologica della Terra.

2. Elementi del campo magnetico terrestre. In ogni punto della superficie terrestre, il campo magnetico è caratterizzato da un vettore di intensità totale Hm, la cui grandezza e direzione sono determinate dai tre elementi del magnetismo terrestre; la componente orizzontale della tensione H, la declinazione magnetica D e l'inclinazione I. La declinazione magnetica è l'angolo nel piano orizzontale tra il meridiano geografico e quello magnetico; l'inclinazione magnetica è l'angolo nel piano verticale tra il piano orizzontale e la direzione del vettore pieno Ht.

Le quantità H, X, Y, Z, D e I sono chiamate gli elementi del magnetismo terrestre, mentre gli elementi H, X, Y e Z sono chiamati le componenti di forza del campo magnetico terrestre, e D e I sono chiamati angolari.

Il vettore completo del campo magnetico terrestre Ht, le sue componenti di forza H, X, Y e Z hanno la dimensione di A/m, la declinazione D e l'inclinazione I sono gradi angolari, minuti e secondi. L'intensità del campo magnetico terrestre è relativamente bassa: il vettore totale Hm varia da 52,5 A/m al polo a 26,3 A/m all'equatore.

Riso. 5.1 - Elementi di magnetismo terrestre

I valori assoluti degli elementi del magnetismo terrestre sono piccoli e quindi per misurarli vengono utilizzati strumenti di alta precisione: magnetometri e variometri magnetici; esistono variometri per misurare i valori di H e i valori di Z. Vengono utilizzate stazioni magnetiche itineranti dotate di complessi magnetometri ottico-meccanici e quantistici. Le linee che collegano sulla mappa i punti con la stessa declinazione D sono chiamate isogoni, con la stessa inclinazione I - isocline, con la stessa H o Z - isodine delle componenti orizzontali o verticali del vettore di intensità totale Ht e con la stessa X o Y - isodine delle componenti settentrionali o orientali. I valori degli elementi del magnetismo terrestre cambiano continuamente nel tempo e quindi le mappe magnetiche vengono aggiornate ogni cinque anni.

3. Struttura del campo geomagnetico. Il campo magnetico terrestre è eterogeneo nella sua struttura. Si compone di due parti: campi costanti e campi variabili. Il campo costante è causato da sorgenti interne di magnetismo; Le fonti del campo alternato sono correnti elettriche negli strati superiori dell'atmosfera: la ionosfera e la magnetosfera. A sua volta, un campo magnetico costante è intrinsecamente disomogeneo e consiste di più parti. Pertanto, in generale, il campo magnetico terrestre è costituito dai seguenti campi:

Ht = But + Hm + Ha + Hv + δH, (5.1)

dove Нт è la forza del campo magnetico terrestre; Ho è l'intensità del campo dipolare creato dalla magnetizzazione omogenea del globo; Nm è l'intensità del campo non dipolare, o continentale, creato da cause interne dovute all'eterogeneità degli strati profondi della Terra; Na è l'intensità del campo anomalo creato dalla diversa magnetizzazione delle parti superiori della crosta terrestre; Hb - intensità del campo, la cui fonte è associata a cause esterne; δH è l'intensità di campo delle variazioni magnetiche causate da fattori esterni.

La somma dei campi Ho + Hm = NG forma il campo magnetico principale della Terra. Il campo anomalo è costituito da due parti: il campo del carattere regionale Hp e il campo del carattere locale (locale) Hl. Un'anomalia locale può essere sovrapposta a un'anomalia regionale, e quindi Ha = Нр+Нl.

La somma dei campi Ho+Hm+Hv è solitamente chiamata campo normale. Tuttavia, il campo Hw dà un contributo molto piccolo al campo geomagnetico totale Hm. Uno studio sistematico del campo geomagnetico, secondo i dati degli osservatori magnetici e delle indagini magnetiche, mostra che il campo esterno rispetto a quello interno è inferiore all'1% e quindi può essere trascurato. In questo caso, il campo normale coincide con il campo magnetico principale della Terra.

I poli geomagnetici si trovano dove l'asse magnetico terrestre interseca la superficie terrestre. Sebbene il polo magnetico nord si trovi nell'emisfero australe e quello sud nell'emisfero settentrionale, nella vita di tutti i giorni vengono chiamati per analogia con i poli geografici.

Nel tempo, i poli magnetici cambiano posizione. Pertanto, il polo magnetico nord si sposta sulla superficie terrestre di 20,5 m (7,5 km all'anno) al giorno e quello sud di 30 m (11 km all'anno).

4. Magnetosfera e cinture di radiazione della Terra. Il campo magnetico terrestre esiste non solo vicino alla superficie terrestre, ma anche a grandi distanze da essa, che è stato scoperto con l'aiuto di razzi spaziali e stazioni spaziali interplanetarie. Ad una distanza di 10-14 raggi terrestri, il campo geomagnetico incontra il campo magnetico interplanetario e il campo del cosiddetto vento solare. Il vento solare è il deflusso del plasma della corona solare (gas coronale, costituito principalmente da idrogeno ed elio) nello spazio interplanetario. La velocità delle particelle del vento solare (protoni ed elettroni) è enorme - circa 400 km/s, il numero di particelle (corpuscoli) - diverse decine per 1 cm 3, la temperatura - fino a 1,5-2 milioni di gradi. Al limite del campo magnetico e del campo magnetico terrestre, l'intensità è di circa (0,4–0,5) 10-2 A/m.

L'area del campo magnetico terrestre è chiamata magnetosfera e il suo confine esterno è chiamato magnetopausa (figura 5.3). Il campo geomagnetico è significativamente influenzato dal vento solare. La magnetosfera si estende su vaste distanze: la più piccola - verso il Sole - raggiunge i 10-14 raggi terrestri, la più grande - dal lato notturno - circa 16 raggi terrestri. La coda magnetica è ancora più grande (secondo i dati dei satelliti artificiali terrestri, centinaia di raggi terrestri).

Figura 5.3 - La struttura della magnetosfera terrestre: 1 - vento solare; 2 - shock anteriore; 3 – cavità magnetica; 4 - magnetopausa; 5 - limite superiore del gap magnetosferico polare; 6 - mantello plasmatico; 7 - cintura di radiazione esterna o plasmasfera; 9 - strato neutro; 10 - strato di plasma

Il massimo della cintura protonica interna si trova a una distanza di 3,5 raggi terrestri (22 mila km). All'interno della plasmasfera, vicino alla superficie terrestre, c'è una seconda cintura di radiazione elettronica. Vicino ai poli, questa cintura si trova a una distanza di 100 km, ma la sua parte principale si trova a una distanza di 4,4 - 10 mila km dalla superficie del pianeta. Gli elettroni in esso contenuti hanno un'energia da decine a centinaia di keV. L'intensità dei flussi di elettroni è stimata in 109 particelle per cm 2 /s, cioè un ordine di grandezza superiore a quello della cintura elettronica esterna.

La potenza di radiazione nelle fasce di radiazione è piuttosto elevata: diverse centinaia e persino migliaia di equivalenti biologici di raggi X al giorno. Pertanto, i veicoli spaziali con gli astronauti a bordo vengono lanciati in orbite situate al di sotto di queste cinture.

Se non ci fosse la magnetosfera, i flussi del vento solare e cosmico si precipiterebbero sulla superficie della Terra senza incontrare resistenza e avrebbero un effetto dannoso su tutti gli esseri viventi, compresi gli umani.

5. Variazioni secolari del campo geomagnetico. Il processo di modifica dei valori medi annuali dell'uno o dell'altro elemento del magnetismo terrestre per un periodo di diversi decenni e secoli è chiamato variazione secolare e il loro cambiamento di anno in anno è chiamato variazione secolare.

Giudicare il passato del campo geomagnetico - la sua direzione e intensità - consente il cosiddetto effetto di "congelamento del campo magnetico nel materiale". Qualsiasi roccia, qualsiasi sostanza contenente ferro o altro elemento ferromagnetico, è costantemente sotto l'influenza del campo magnetico terrestre. I magneti elementari in questo materiale tendono ad orientarsi lungo le linee del campo magnetico.

Se il materiale viene riscaldato, verrà un momento in cui il movimento termico delle particelle diventerà così energico da distruggere l'ordine magnetico. Quindi, quando il materiale si raffredda, quindi, partendo dal punto di Curie (il punto di Curie è la temperatura al di sotto della quale le rocce diventano ferromagnetiche; per il ferro puro il punto di Curie è 769 ° C, per la magnetite - 580 ° C), il magnete il campo prevale sulle forze del moto caotico. I magneti elementari si allineeranno di nuovo come dice loro il campo magnetico e rimarranno in questa posizione fino a quando il corpo non sarà nuovamente riscaldato. Pertanto, il campo geomagnetico è, per così dire, "congelato" nel materiale.

Attualmente, il campo magnetico terrestre sta diminuendo del 2,5% ogni 100 anni e tra circa 4000 anni, se la natura di questo declino non cambia, dovrebbe diminuire fino a zero. Tuttavia, i paleomagnetologi sostengono che ciò non accadrà.

Se sommiamo tutte le curve cicliche con diversi periodi di oscillazione del campo magnetico terrestre, otteniamo la cosiddetta "curva smussata o media", che coincide abbastanza bene con una sinusoide con un periodo di 8000 anni. Attualmente, il valore totale delle fluttuazioni del campo magnetico si trova sul segmento discendente della sinusoide.

Le diverse durate dei periodi di oscillazione del campo geomagnetico sono apparentemente dovute allo squilibrio delle parti in movimento della dinamo idromagnetica e alla loro diversa conducibilità elettrica.

L'inversione è lo scambio di poli magnetici in alcuni punti. Durante le inversioni, il polo magnetico nord si sposta al posto del sud e il sud al posto del nord.

A volte, invece di inversione, parlano di "saltare" i pali. Tuttavia, questa parola in relazione ai poli non è del tutto adatta, poiché i poli non si muovono così velocemente - secondo alcune stime, il "salto" dura 5 o addirittura 10mila anni.

Negli ultimi 600 mila anni sono state stabilite 12 epoche di inversione del campo geomagnetico (Gottenborg - 10-12 mila anni, Laschami - 20-24 mila anni, ecc.). È caratteristico che significativi cambiamenti geologici, climatici e biologici sul pianeta coincidano con queste epoche.

6. Anomalie del campo geomagnetico. Un'anomalia magnetica è una deviazione dei valori degli elementi del magnetismo terrestre dai valori normali che si osserverebbero in un dato luogo nel caso di una magnetizzazione uniforme della Terra.

Se in qualsiasi luogo si riscontrano bruschi cambiamenti nella declinazione e nell'inclinazione magnetica, ciò indica che le rocce contenenti minerali ferromagnetici sono nascoste sotto la superficie terrestre. Questi includono magnetite, titanio-magnetite, ematite, ecc. La magnetite ha la più alta suscettibilità magnetica, quindi un numero significativo di anomalie è associato alla sua presenza nelle rocce.

A seconda delle dimensioni, le anomalie magnetiche sono suddivise in continentali, regionali e locali. Le anomalie continentali sono il risultato di potenti correnti parassite sotto i loro centri. Le cause delle anomalie regionali e locali sono rocce con proprietà magnetiche migliorate. Queste rocce, essendo nel campo magnetico terrestre, sono magnetizzate e creano un campo magnetico aggiuntivo.

Le proprietà magnetiche sono inerenti a tutte le rocce in un modo o nell'altro. Quando una roccia viene posta in un campo magnetico, ogni elemento del suo volume acquisisce magnetizzazione. La capacità di una sostanza di cambiare la sua magnetizzazione sotto l'influenza di un campo magnetico esterno è chiamata suscettività magnetica. A seconda del valore numerico e del segno della suscettività magnetica, tutte le sostanze naturali sono divise in tre gruppi: diamagnetico, paramagnetico, ferromagnetico. In questo caso, per le sostanze diamagnetiche, la suscettività magnetica è negativa e per le sostanze paramagnetiche e ferromagnetiche è positiva.

Nelle sostanze diamagnetiche (quarzo, marmo, grafite, rame, oro, argento, piombo, acqua, ecc.), la magnetizzazione è proporzionale all'intensità del campo magnetico ed è diretta verso di essa. Le sostanze diamagnetiche provocano un indebolimento del campo magnetico terrestre e contribuiscono alla formazione di anomalie magnetiche negative.

Nelle sostanze paramagnetiche (rocce metamorfiche e ignee, metalli alcalini, ecc.), la magnetizzazione è anche proporzionale all'intensità del campo magnetico, ma, a differenza delle sostanze diamagnetiche, ha la stessa direzione con essa. Nelle sostanze ferromagnetiche (ferro, nichel, cobalto, ecc.) la magnetizzazione è molto maggiore di quella delle sostanze dia- e paramagnetiche, non è proporzionale alla forza della copertura magnetica, dipende fortemente dalla temperatura e dalla background" della sostanza.

Il principale contributo alla creazione di anomalie del campo magnetico è dato dai minerali ferromagnetici (magnetite, titanomagnetite, ilmenite, ecc.) e dalle superbe rocce che li contengono. Poiché, nel complesso, la suscettività magnetica delle rocce varia entro ampi limiti (di milioni di volte), anche l'intensità delle anomalie del campo magnetico varia entro ampi limiti.

Campo magnetico variabile della Terra. Le fonti di un campo magnetico alternato sono al di fuori dello spazio terrestre. Per loro origine, sono correnti di induzione che si verificano negli alti strati dell'atmosfera (da cento a diverse migliaia di chilometri). Le correnti di induzione sono formate dal deflusso del plasma, un flusso di particelle cariche di entrambi i segni (corpuscoli) che volano dal Sole. Penetrando nel campo magnetico terrestre, i corpuscoli ne vengono catturati e provocano una serie di fenomeni complessi, come la ionizzazione atmosferica, le aurore, la formazione delle fasce di radiazione terrestre, ecc.

Un campo magnetico alternato si sovrappone al campo magnetico principale della Terra e ne provoca le varie variazioni nel tempo. Alcuni di loro si verificano senza intoppi, obbediscono a un certo schema. Queste sono le cosiddette variazioni periodiche (imperturbabili). Altri sono di natura casuale, i parametri del campo geomagnetico (periodi, ampiezze, fasi) cambiano continuamente e bruscamente il loro valore.

Le variazioni solare-diurne sono cambiamenti negli elementi del magnetismo terrestre con un periodo pari alla durata di un giorno solare. Le variazioni solare-diurne degli elementi del magnetismo terrestre dipendono dalla stagione e dalla latitudine geografica, poiché sono determinate dall'intensità dei raggi ultravioletti del Sole e, di conseguenza, dalla posizione della Terra rispetto al Sole. Allo stesso tempo, è caratteristico che le fasi delle oscillazioni sia in latitudine che nel periodo dell'anno rimangano praticamente invariate, principalmente cambiano le ampiezze delle oscillazioni.

Le variazioni lunari-diurne degli elementi del magnetismo terrestre sono associate alla posizione della Luna rispetto all'orizzonte e sono dovute all'effetto della gravità lunare sull'atmosfera terrestre. Le variazioni lunari-diurne degli elementi del magnetismo terrestre sono piccole, rappresentando solo il 10-15% delle variazioni solari-diurne.

Le oscillazioni non periodiche perturbate includono le tempeste magnetiche. Una delle loro caratteristiche è la subitaneità del loro aspetto. Sullo sfondo di un campo magnetico abbastanza calmo, quasi nello stesso momento in tutto il globo, tutti gli elementi del magnetismo terrestre cambiano improvvisamente i loro valori e l'ulteriore corso della tempesta subisce cambiamenti molto rapidi e continui.

In base all'intensità (in base alla grandezza dell'ampiezza), le tempeste magnetiche sono generalmente suddivise in deboli, moderate e grandi. Le ampiezze degli elementi del magnetismo terrestre durante tempeste magnetiche molto grandi raggiungono diversi gradi per la declinazione magnetica, per le componenti verticale e orizzontale –2–4 A/m e oltre. L'intensità delle tempeste aumenta dalle basse alle alte latitudini geomagnetiche. La durata delle tempeste è solitamente di diversi giorni. La frequenza e la forza delle tempeste magnetiche dipende dall'attività solare.

Negli ultimi anni, gli scienziati hanno iniziato a trarre vantaggi pratici dalle tempeste magnetiche, potendo utilizzarle per "sondare" la Terra a grandi profondità. Il metodo per studiare l'interno della Terra usando i disturbi magnetici è chiamato suono magnetico-tellurico, poiché qui vengono considerati contemporaneamente i disturbi magnetici e le correnti telluriche (cioè terrestri) da essi causate nella Terra. Come risultato del suono magnetico-tellurico, è stato riscontrato che a una profondità di 300-400 km la conduttività elettrica della Terra aumenta notevolmente. Fino a queste profondità, la Terra è praticamente un isolante.