Magnetosféra obklopuje každé teleso magnetickým poľom. Objavuje sa v dôsledku skutočnosti, že častice s nábojom sa odchyľujú od pôvodnej línie pohybu pod vplyvom vnútorného magnetizmu. Miesto stretnutia slnečnej energie a magnetického poľa tvorí plazma, ktorá pokrýva magnetosférický obal.
Vplyv Slnka na Zem
Slnko vyžaruje veľké množstvo energie, ktorá sa neustále rozširuje a „vyparuje“smerom von. Táto expanzia sa nazýva slnečný vietor.
Slnečný vietor sa šíri všetkými smermi a vypĺňa celý medziplanetárny priestor. Z tohto dôvodu sa v medzihviezdnej oblasti vytvára plazmová formácia nazývaná plazma slnečného vetra.
Slnečná plazma sa pohybuje po špirále, v priemere za 4 dni prekoná interval medzi Slnkom a Zemou.
Slnko uvoľňuje energiu, vďaka ktorej život na Zemi pokračuje. Nebezpečné žiarenie však prichádza aj zo Slnka, ktoré je deštruktívne pre všetky živé bytosti na našej planéte. Keď sa Zem pohybuje okolo Slnka, žiarenie je počas roka rozložené nerovnomerne. Z tohto dôvodu sa ročné obdobia menia.
Čo chráni Zem?
Prirodzená štruktúra planéty Zem ju chráni pred škodlivým slnečným žiarením. Zem je obklopená niekoľkými škrupinami:
- magnetosféra, ktorá chráni pred žiarením slnečného toku;
- ionosféra, ktorá pohlcuje röntgenové a ultrafialové žiarenie;
- ozónová vrstva, ktorá zadržiava zvyškové množstvo ultrafialového žiarenia.
V dôsledku toho je biosféra Zeme (biotop živých organizmov) úplne chránená.
Magnetosféra Zeme je ochranná vrstva, ktorá je najvzdialenejšia od stredu planéty. Je to bariéra pre plazmu slnečného vetra. Z tohto dôvodu slnečná plazma obteká Zem a vytvára dutinový útvar, v ktorom je skryté geomagnetické pole.
Prečo existuje magnetické pole?
Príčiny pozemského magnetizmu sú skryté vo vnútri planéty. Ako je známe o štruktúre planéty Zem, pozostáva z:
- cores;
- robes;
- Zemská kôra.
Na planéte sú rôzne polia vrátane gravitačných a magnetických. Gravitácia vo svojom najjednoduchšom zmysle je príťažlivosťou Zeme pre všetky hmotné častice.
Magnetizmus Zeme spočíva v javoch vyskytujúcich sa na hraniciach jadra a plášťa. Samotná planéta je obrovský magnet, rovnomerne zmagnetizovaná guľa.
Príčinou každého magnetického poľa je elektrický prúd alebo nepretržitá magnetizácia. Vedci zaoberajúci sa problémom zemského magnetizmu zisťujú:
- dôvody pre magnetickégravitácia Zeme;
- vytvoriť spojenie medzi pozemským magnetizmom a jeho zdrojmi;
- určiť rozloženie a smer magnetického poľa na planéte.
Tieto štúdie sa vykonávajú prostredníctvom magnetických prieskumov, ako aj prostredníctvom pozorovaní na observatóriách – špeciálnych bodoch v rôznych oblastiach zemegule.
Ako funguje magnetosféra?
Typ a štruktúra magnetosféry sa vyvíja:
- slnečný vietor;
- magnetizmus zeme.
Slnečný vietor je výstupom plazmy, ktorá sa šíri zo Slnka akýmkoľvek smerom. Rýchlosť vetra pri zemskom povrchu je 300-800 km/s. Slnečný vietor je naplnený protónmi, elektrónmi, časticami alfa a vyznačuje sa kvázi-neutralitou. Slnečný vietor je obdarený slnečným magnetizmom, prenášaný plazmou veľmi ďaleko.
magnetosféra Zeme je pomerne zložitá dutina. Všetky jeho úseky sú vyplnené plazmovými procesmi, pri ktorých majú veľký význam mechanizmy urýchľovania častíc. Na slnečnej strane je medzera od stredu k hraniciam Zeme určená silou slnečného vetra a môže dosiahnuť 60 až 70 tisíc kilometrov, čo sa rovná 10-12 polomerom Zeme Re. Re sa rovná 6371 km.
Hranice magnetosféry sa líšia v závislosti od polohy vo vzťahu k Slnku. Podobná hranica na slnečnej strane má podobný tvar ako projektil. Jeho približná vzdialenosť je 15 Re. Na odvrátenej strane má magnetosféra tvar valcového chvosta, jej polomer je 20-25 Re, jej dĺžka je viac ako 200 Re, koniec je neznámy.
V magnetosféreexistujú oblasti s časticami s vysokou energiou, nazývajú sa „radiačné pásy“. Magnetosféra je schopná spúšťať rôzne oscilácie a sama je zdrojom žiarenia, z ktorých niektoré môžu preniknúť aj na Zem.
Plazma uniká do magnetosféry Zeme cez intervaly medzi charakteristikami magnetopauzy - polárnymi hrotmi, ako aj v dôsledku hydromagnetických javov a nestability.
Aktivita magnetického poľa
Magnetosféra Zeme ovplyvňuje geomagnetickú aktivitu, geomagnetické búrky a subbúrky.
Ochraňuje život na Zemi. Bez nej by sa život zastavil. Podľa vedcov sa oceány Marsu a jeho atmosféra dostali do vesmíru kvôli neskrývanému vplyvu slnečného vetra. Rovnakým spôsobom boli vody Venuše odnesené do vesmíru slnečným prúdom.
Jupiter, Urán, Saturn a Neptún majú tiež magnetosféru. Mars a Merkúr majú malé magnetické škrupiny. Venuša ho vôbec nemá, slnečný vietor je riadený vďaka ionosfére.
Funkcie poľa
Hlavnou vlastnosťou magnetického poľa je jeho intenzita. Magnetická intenzita je vektorová veličina. Magnetické pole planéty je znázornené pomocou siločiar, dotyčnice k nim ukazujú smer vektora intenzity.
Magnetické pole je dnes 0,5 orerstedu alebo 0,1 a/m. Vedci pripúšťajú kolísanie magnitúdy v minulosti. Ale za posledných 2-3,5 miliardy rokov sa geomagnetické pole nezmenilo.
Body na Zemi, kde je napätie smerované vertikálne, sa nazývajú magnetické póly. Na Zemi sú dvaja:
- Sever;
- Južná.
Oboma pólmi prechádza priamka - magnetická os. Kruh kolmý na os je magnetický rovník. Intenzita poľa na rovníku je horizontálna.
Magnetické póly
Magnetické póly nezodpovedajú obvyklým geografickým. Geografické póly sú umiestnené pozdĺž geografickej osi, pozdĺž ktorej sa planéta otáča. Keď sa Zem pohybuje okolo Slnka, smer zemskej osi je zachovaný.
Ihla kompasu ukazuje presne na magnetický severný pól. Magnetické observatóriá merajú kolísanie magnetického poľa počas dňa, niektoré z nich vykonávajú každé druhé meranie.
Magnetické poludníky prebiehajú od severného pólu k južnému pólu. Uhol medzi magnetickým a geografickým poludníkom sa nazýva magnetická deklinácia. Každý bod na Zemi má svoj vlastný uhol sklonu.
Na rovníku je šípka magnetu umiestnená vodorovne. Pri pohybe na sever sa horný koniec šípky ponáhľa nadol. Uhol medzi ukazovateľom a vodorovným povrchom je magnetický sklon. V oblasti pólov je sklon najväčší a dosahuje 90 stupňov.
Pohyb magnetického poľa
Umiestnenie magnetických pólov sa časom mení.
Spočiatku bol magnetický pól objavený v roku 1831 a potom sa nachádzal stovky kilometrov od súčasnej polohy. Približná cestovná vzdialenosť za rok je 15 km.
V posledných rokoch sa tempo pohybu magnetických pólov zvyšuje. Severný pól sa pohybujerýchlosť 40 km za rok.
Zmena magnetických polí
Proces zmeny polarít na Zemi sa nazýva inverzia. Vedci poznajú najmenej 100 prípadov, keď geomagnetické pole obrátilo svoju polaritu.
Verí sa, že inverzia nastáva raz za 11-12 tisíc rokov. Ďalšie verzie sa nazývajú 13, 500 a dokonca 780 tisíc rokov. Možno inverzia nemá jasnú periodicitu. Vedci sa domnievajú, že počas predchádzajúcich inverzií bol život na Zemi zachovaný.
Ľudia sa pýtajú: „Kedy dôjde k ďalšej zmene polarity?“
Fáza posunu pólov prebieha počas minulého storočia. Južný pól sa teraz nachádza v Indickom oceáne, zatiaľ čo severný pól sa pohybuje cez Severný ľadový oceán smerom na Sibír. Magnetické pole v blízkosti pólov v tomto prípade slabne. Napätie sa uvoľňuje.
S najbližšou inverziou bude život na Zemi s najväčšou pravdepodobnosťou pokračovať. Jedinou otázkou je, za akú cenu. Ak dôjde k inverzii so zánikom magnetosféry na Zemi na krátky čas, môže to byť pre ľudstvo veľmi nebezpečné. Nechránená planéta je vystavená nepriaznivým účinkom kozmického žiarenia. Poškodzovanie ozónovej vrstvy môže navyše predstavovať vážne nebezpečenstvo.
Zmena pólov na Slnku, ku ktorej došlo v roku 2001, neviedla k vypnutiu jeho magnetickej vrstvy. Či bude podobný scenár aj na Zemi, vedci nevedia.
Narušenie zemskej magnetosféry: vplyv na ľudí
Pri počiatočnom priblížení slnečná plazma nedosiahne magnetosféru. Ale za určitých podmienokje narušená permeabilita plazmy, dochádza k poškodeniu magnetického obalu. Slnečná plazma a jej energia prenikajú do magnetosféry. Čo sa týka rýchlosti tokov energie, existujú tri možnosti odozvy magnetosféry:
- Tichý stav magnetosféry – obal nemení svoj stav, pretože rýchlosť pohybu energie je príliš nízka alebo rovná množstvu rozptýlenej energie vo vnútri magnetickej sféry.
- Magnetická subbúrka. Stav, ktorý nastáva, keď je rýchlosť prichádzajúcej energie vyššia ako rýchlosť stacionárneho rozptylu a časť energie uniká z magnetosféry cez kanál nazývaný subbúrka. Proces spočíva v uvoľnení časti magnetosférickej energie. Jeho najjasnejším zosobnením je polárna žiara. Emisie prebytočnej energie môžu nastať v 3-hodinových intervaloch v polárnych oblastiach oboch hemisfér.
- Magnetická búrka je proces silného narušenia poľa v dôsledku vysokej rýchlosti energie prichádzajúcej zvonku. Magnetické pole sa mení aj nižšie, v oblasti rovníka.
Magnetické pole Zeme sa mení lokálne počas čiastkových búrok, zatiaľ čo zmeny sú globálne počas búrok. V každom prípade tieto zmeny nie sú vyššie ako niekoľko percent, čo je oveľa menej ako na poliach vytvorených človekom.
Medicína verí, že magnetické búrky nepriaznivo ovplyvňujú ľudské zdravie. Počas tohto obdobia sa zvyšuje počet pacientov trpiacich kardiovaskulárnymi patológiami, depresiami a inými neuropsychiatrickými poruchami.poruchy.
Veľká je úloha magnetosféry Zeme vo všetkých geografických procesoch na planéte. Tento ochranný obal chráni našu planétu pred mnohými nepriaznivými procesmi a ovplyvňuje poveternostné podmienky. Pod vplyvom zmien magnetosféry na Zemi sa menia klimatické vlastnosti, formy života zvierat a rastlín a mnohé ďalšie.
