Магнитното поле на Земята
Повечето от планетите на Слънчевата система в различна степен, имат магнитни полета. Низходящо дипол магнитен момент на първо място Сатурн и Юпитер, и последвано от Земята и Марс Меркурий, по отношение на магнитен момент стойност на техния момент на 20 000 500, 1, 3/5000 3/10000 на Земята. магнитен диполен момент на Земята е била 7,98 × 10 25 1970
Гаус / cm 3 (или 8,3 · 22 окт AM 2) намаляване десетилетие 0.04 · 25 октомври GF / cm 3. Средната якост на поле на повърхността е около 0.5 Ое (5 · 10 -5 T). Формата на главния магнитното поле на Земята на разстояние по-малко от три радиуси близо до магнитното поле еквивалентната дипол. Неговата център е изместен спрямо центъра на Земята в посока на 18 ° N и 147,8 ° С. г. на оста дипол е наклонен към оста на въртене на Земята от 11,5 °. В същия ъгъл, геомагнитните полюси са разположени от съответните географски полюсите. В същото време на юг геомагнитна полюс се намира в северното полукълбо. В момента той се намира в близост до северния географски полюс на Земята в Северна Гренландия. Неговата координати J = 78,6 + 0,04 ° T N L = 70,1 + 0,07 ° T W където Т - брой на десетилетия, 1970. В N. магнитно поле J = 75 ° S L = 120,4 ° E (Антарктика). Действителните магнитните силови линии на магнитното поле на Земята, средно близо до линиите на този дипол, различаващи се от тях от местните нередности, свързани с наличието на магнитни скалите в кората на главния мозък. В резултат на светските вариации на геомагнитното поле precesses по отношение на географското полюс с период от около 1200 години. На големи разстояния, магнитното поле на Земята е асиметрична. Под действието на плазмения поток излъчвана от слънцето (слънчев вятър) магнитното поле на Земята е изкривена и придобива "мъниче" в посока от Слънцето, който се простира в продължение на стотици хиляди километри, да се излиза от орбитата на Луната.
Специално клон на геофизиката, която изучава произхода и естеството на магнитното поле на Земята се нарича геомагнетизма. Геомагнетизма се занимава с проблемите на външен вид и еволюция на основните, постоянния компонент на геомагнитното поле, естеството на променливия компонент (около 1% от основното поле), както и структурата на магнитосферата - най-горната магнетизираната плазмата на атмосферата на Земята, да взаимодейства с слънчевия вятър и защитава Земята от космоса проникваща радиация , Важна цел е да изследва моделите на вариация на геомагнитното поле, тъй като те са причинени от външни влияния, най-вече свързани с слънчевата активност.
Произходът на магнитното поле. Наблюдаваните свойствата на магнитното поле на Земята, са в съответствие с идеята за неговия произход чрез механизма на хидродинамичен динамо. В този процес, началната магнитното поле се засилва в резултат на движения (обикновено конвекция или турбулентен) електропроводим вещество в течните основни планети или звезди в плазмата. Когато температурата на веществото в няколко хиляди неговата проводимост е достатъчно висока, за да конвективни движения, настъпили дори в слабо магнетизираната среда, биха могли да инициират променящите електрически токове в състояние, в съответствие със законите на електромагнитната индукция, за създаване на нови области. На затихването на тези области или създава топлинна енергия (от Joule), или води до появата на нови магнитни полета. В зависимост от естеството на полето за движение може или да отслаби или амплифициране на оригиналната областта. За да се засили областта достатъчно определени движения асиметрия. Така предпоставка hydromagnetic динамо е много присъствие на движение в проводимата среда, и достатъчно - наличието на някои асиметрия (helicity) вътрешен среден поток. При тези условия, в подсилването продължава толкова дълго, колкото увеличението на загубите с увеличаване силата на тока да Джаул топлина не се противодейства на притока на водата доставена енергия се дължи на хидродинамични движения.
Динамо-ефект - самостоятелно възбуждане и поддържане на стабилно състояние на магнитни полета, дължащи се на движение на проводящ течност или газ плазмата. Неговият механизъм е подобен на генерирането на електрически ток и магнитно поле в динамо самовъзбуждане. С динамо ефект се дължи на произхода собствени магнитни полета на Земята и Слънцето планети и техните местни области, например полета петна и активните региони.
Компонентите на геомагнитното поле. Вътрешният магнитното поле на Земята (геомагнитно поле) могат да бъдат отделени за следващите три основни части.
1. Основната магнитното поле на Земята, изпитват бавно се променя с времето (светско вариация) с периоди на 10 до 10 000 години, концентрирани в диапазона на 10-20, 60-100, 600-1200 и 8000 години. Последното е свързано с промяната на магнитния дипол момента на 1,5-2 пъти.
2. Глобалните аномалии - отклонения от еквивалентни дипол до 20% интензитет на отделните домени с характерни размери до 10 000 km. Тези аномални полета изпитват светски вариации, което води до промени във времето при много години и векове. Примери за аномалии: Бразилия, Канада, Сибир, Курск. В света на светските вариации аномалии откъснат, да падне и да се появи отново. При ниски географски ширини достъпно западна дължина дрифт със скорост 0,2 ° на година.
3. магнитното поле на местните региони на външните обвивки с дължина до няколко стотици Км. Те са причинени от намагнитването на скали в горния слой на Земята, съставящи земната кора и се намира в близост до повърхността. Един от най-мощните - Курск магнитна аномалия.
4. променливо магнитно поле на земята (наричан също външни) източници се определя като настоящите системи, разположени извън повърхността на земята и атмосферата. Основните източници на тези полета и техните промени са корпускулярни потоци от магнитизирана плазма, идващи от слънцето с слънчевия вятър, и формиране на структурата и формата на магнитосферата на Земята.
В структурата на магнитното поле на земната атмосфера. магнитното поле на Земята се влияе от движението на магнетизираната слънчева плазма. В резултат на взаимодействието с поле на Земята се формира външната граница почти земно магнитно поле, наречено magnetopause. Той ограничава земната магнитосфера. Поради влиянието на слънчевата размер корпускулярни потоци и форма магнитосферата променя непрекъснато, и променливо магнитно поле се определя от външни източници. променливостта му води началото си от сегашната система, развитие на различни височини от долните слоеве на йоносферата на magnetopause. Земята магнитни промени поле с течение на времето в резултат на различни причини, се наричат геомагнитни варианти, които се различават както по своята продължителност и локализиране на Земята и нейната атмосфера.
Магнитосферата - на област в близост до мястото, контролирана от магнитното поле на Земята. Магнитосферата образуван в резултат на взаимодействие между плазмата слънчевия вятър с горните слоеве на атмосферата и магнитното поле на Земята. Формата е магнитосферата кухина и дълга опашка, които са със същата форма като магнитните силови линии. Слънчоглед пункт средно е 10 земни радиуса и магнитосферата на опашка се простира отвъд орбитата на Луната. Топологията на магнитосферата се определя от областта на слънчевата плазма в магнитосферата на инвазията и естеството на настоящите системи.
Magnetotail формира силовите линии на магнитното поле на Земята, излиза от полярните региони и удължена под въздействието на слънчевия вятър стотици земята радиуси от слънцето в нощта страна на Земята. В резултат на това плазмата на слънчевия вятър и слънчеви корпускулярни потоци като поток около магнитосферата на Земята, тя дава един вид опашка форма. В magnetotail, на големи разстояния от земята, магнитни интензитет поле на Земята, и следователно техните защитни свойства са отслабени, и някои слънчеви плазмени частици са в състояние да проникнат и да се получи в magnetotail и магнитни капани радиация колани. Проникващата част магнитосферата на главата на овала източен под влиянието на промяна на налягането на слънчевия вятър и междупланетен областта, опашката служи като място образуване потоци утаява частици причиняват Aurora източен и токове. Магнитосферата на междупланетното пространство се отделя от magnetopause. Заедно magnetopause частици текат около магнитосферата корпускулярни греди. Влиянието на слънчевия вятър върху магнитното поле на Земята, понякога е много силна. Magnetopause - външната граница на магнитосферата (или планетата), при която динамичното налягане на слънчевия вятър е базирана на натиска на собствената си магнитно поле. За типичните параметри на слънчевия вятър слънчоглед точка отстранен от центъра на Земята, за да земни радиуса 9-11. По време на магнитни смущения в земята magnetopause може да се простира извън геостационарната орбита (6.6 земята радиуси). Със слаб слънчевия вятър Sunflower се намира на разстояние от 15-20 радиуси на Земята.
Слънчевият вятър - изтичане на плазмата на слънчевата корона в междупланетното пространство. На земна орбита при средна скорост на вятъра частици слънчеви (протони и електрони) от около 400 км / S, броят на частиците - няколко десетки 1 cm 3.
Магнитна буря. Местните характеристики на магнитното поле се променят и варират понякога в продължение на часове, а след това възстановени в предишното си ниво. Това явление се нарича магнитни бури. Магнитни бури често започват внезапно и в същото време по целия свят.