Геомагнитно поле (GP) се генерира от източници, разположени вътре в Земята, както и в магнитосферата и йоносферата. Той защитава планетата и живота на нея от вредното въздействие на космическото излъчване. Присъствието му бе наблюдавано от всички, които държаха компаса и видяха единия край на стрелката, сочещ на юг, а другият - насочен към север. Благодарение на магнитосферата бяха направени големи открития във физиката и все още нейното присъствие се използва за морска, подводна, авиационна и космическа навигация.
Обща характеристика
Нашата планета е огромен магнит. Северният му полюс е разположен в "горната" част на Земята, недалеч от географския полюс, а южният полюс е до съответния географски полюс. От тези точки в продължение на много хиляди километри в космоса се простират магнитните силови линии, които изграждат самата магнитосфера.
Магнитните и географските полюси са доста далеч един от друг. Ако начертаете ясна линия между магнитните полюси, най-накрая можете да получите магнитна ос с ъгъл на наклон 11, 3 ° към оста на въртене. Тази стойност не е постоянна и всичко това, защото магнитните полюси се движат спрямо повърхността на планетата, променяйки местоположението им годишно.
Природата на геомагнитното поле
Магнитният екран се генерира от електрически токове (движещи се заряди), които се раждат във външно течно ядро, разположено вътре в Земята на много прилична дълбочина. Това е течащ метал и се движи. Този процес се нарича конвекция. Подвижната материя на ядрото образува течения и в резултат на това магнитни полета.
Магнитният екран надеждно защитава Земята от космическо излъчване. Основният му източник е слънчевият вятър - движението на йонизирани частици, изтичащи от слънчевата корона. Магнитосферата отклонява този непрекъснат поток, пренасочвайки го около Земята, поради което твърдата радиация няма пагубно влияние върху всички живи същества на синята планета.
Ако Земята нямаше геомагнитно поле, тогава слънчевият вятър би лишил нейната атмосфера. Според една хипотеза, точно това се е случило на Марс. Слънчевият вятър далеч не е единствената заплаха, тъй като Слънцето също отделя голямо количество материя и енергия под формата на коронални емисии, придружени от силен поток от радиоактивни частици. Въпреки това, дори и в тези случаи, магнитното поле на Земята го защитава, отклонявайки тези течения от планетата.
Магнитният екран променя полюсите си приблизително веднъж на 250 000 години. Магнитният северен полюс заема мястото на север и обратно. Учените нямат ясно обяснение защо това се случва.
История на изследванията
Запознаването на хора с удивителните свойства на земния магнетизъм се случи в зората на цивилизацията. Още в древността човечеството е било известно с магнитна желязна руда - магнетит. Кой и кога разкри, че естествените магнити са еднакво ориентирани в пространството по отношение на географските полюси на планетата, не е известно. Според една версия китайците са били запознати с това явление още през 1100 г., но те започнали да го използват на практика само два века по-късно. В Западна Европа магнитният компас започва да се използва в навигацията през 1187 година.
Структура и характеристики
Магнитното поле на Земята може да бъде разделено на:
- основното магнитно поле (95%), източниците на което се намират във външната, провеждаща електрическо токово ядро на планетата;
- аномално магнитно поле (4%), създадено от скали в горния слой на Земята с добра магнитна чувствителност (една от най-мощните е магнитната аномалия на Курск);
- външно магнитно поле (наричано също редуващо се, 1%), свързано със слънчево-земно взаимодействие.
Редовни геомагнитни вариации
Промените в геомагнитното поле във времето под влияние на вътрешни и външни (по отношение на повърхността на планетата) източници се наричат магнитни вариации. Те се характеризират с отклонение на компонентите на GP от средната стойност на мястото на наблюдение. Магнитните вариации имат непрекъсната настройка във времето и често такива промени имат периодичен характер.
Редовни изменения, които се повтарят ежедневно, са промени в магнитното поле, свързани със слънчеви и лунни дневни промени в интензивността на личния лекар. Вариациите достигат максимум през деня и по време на лунната конфронтация.
Нерегулярни геомагнитни вариации
Тези промени възникват в резултат на влиянието на слънчевия вятър върху магнитосферата на Земята, промените в самата магнитосфера и нейното взаимодействие с йонизираната горна атмосфера.
- Двадесет и седемдневните вариации съществуват като модел на повторно нарастване на магнитното смущение на всеки 27 дни, което съответства на периода на въртене на главното небесно тяло спрямо земния наблюдател. Тази тенденция се дължи на съществуването на активни дълголетни региони на родната ни звезда, наблюдавани през няколко нейни революции. Проявява се под формата на 27-дневна повторяемост на геомагнитни смущения и магнитни бури.
- Единадесетгодишните вариации са свързани с периодичността на слънчевата точково-образуваща активност. Беше разкрито, че през годините на най-голямата концентрация на тъмни зони на слънчевия диск магнитната активност също достига своя максимум, но растежът на геомагнитната активност изостава от средния слънчев растеж средно за една година.
- Сезонните вариации имат два максимума и два минимума, съответстващи на периодите на равноденствията и времето на слънцестоене.
- В продължение на векове, за разлика от горното, с външен произход, се образуват в резултат на движението на материята и вълновите процеси в течната проводима сърцевина на планетата и са основният източник на информация за електрическата проводимост на долната мантия и ядрото, за физическите процеси, водещи до конвекция на материята, както и за механизма Генериране на земно геомагнитно поле Това са най-бавните вариации - с периоди от няколко години до година.
Влиянието на магнитното поле върху живия свят
Въпреки факта, че магнитният екран не може да се види, жителите на планетата го усещат перфектно. Например мигриращите птици изграждат своя маршрут, като се фокусират върху него. Учените излагат няколко хипотези относно това явление. Една от тях предполага, че птиците го възприемат визуално. В очите на мигриращите птици има специални протеини (криптохроми), които са в състояние да променят позицията си под въздействието на геомагнитно поле. Авторите на тази хипотеза са сигурни, че криптохромите могат да играят ролята на компас. Въпреки това, не само птици, но и морски костенурки използват магнитен екран като GPS навигатор.
Човешкото излагане на магнитния екран
Влиянието на геомагнитното поле върху човек е коренно различно от всяко друго, независимо дали е радиация или опасен ток, тъй като влияе напълно върху човешкото тяло.
Учените смятат, че геомагнитното поле оперира в ултра нискочестотния диапазон, в резултат на което то отговаря на основните физиологични ритми: дихателни, сърдечни и мозъчни. Човек може да не почувства нищо, но тялото все още реагира на това с функционални промени в нервната, сърдечно-съдовата система и мозъчната дейност. Дълги години психиатрите проследяват връзката между изблиците на интензивността на геомагнитното поле и обострянето на психичните заболявания, което често води до самоубийство.
„Индексиране“ на геомагнитната активност
Смущенията на магнитното поле, свързани с промените в токовата система на магнитосфера-йоносфера, се наричат геомагнитна активност (GA). За да се определи нивото му, се използват два индекса - A и K. Последният показва стойността на GA. Изчислява се въз основа на магнитни измервания на екрана, предприети ежедневно на интервали от три часа, като се започне от 00:00 UTC (универсално координирано време). Най-високите показатели на магнитните смущения се сравняват със стойностите на геомагнитното поле на спокоен ден за определена научна институция, като се вземат предвид максималните стойности от наблюдаваните отклонения.
Въз основа на получените данни се изчислява индекс К. Поради факта, че това е квази-логаритмично количество (т.е. се увеличава с единство с увеличение на смущения около 2 пъти), не може да бъде осреднено, за да се получи дългосрочна историческа картина на състоянието на геомагнитното поле на планетата. За това има индекс А, който е среднодневна стойност. Тя се определя доста просто - всяко измерение на индекса K се преобразува в еквивалентен индекс. Стойностите на К, получени през деня, са осреднени, благодарение на които е възможно да се получи индекс А, стойността на който в обикновени дни не надвишава прага от 100, а през периода на силни магнитни бури може да надвиши 200.
Тъй като смущения на геомагнитното поле в различни точки на планетата не са еднакви, стойностите на индекс А от различни научни източници могат да варират значително. За да се избегне такова покачване, индексите А, получени от обсерваториите, се намаляват до средната стойност и се появява глобалният индекс A r. Същото е и с индекса K p, който е дробна стойност в диапазона 0-9. Стойността му от 0 до 1 показва, че геомагнитното поле е нормално, което означава, че са запазени оптималните условия за преминаване в обхвата на късите вълни. Разбира се, подложени на доста интензивен поток от слънчева радиация. Геомагнитното поле с 2 точки се характеризира като умерено магнитно смущение, което леко усложнява преминаването на дециметровите вълни. Стойности от 5 до 7 показват наличието на геомагнитни бури, които сериозно пречат на споменатия обхват, а при силна буря (8-9 точки) преминаването на къси вълни е невъзможно.
| А р | Към r | описание |
| 0 | 0 | тих |
| 2 | 1 | |
| 3 | ||
| 4 | ||
| 7 | 2 | Слабо възмутено |
| 15 | 3 | |
| 27 | 4 | смутен |
| 48 | 5 | Магнитна буря |
| 80 | 6 | |
| 132 | 7 | Голяма магнитна буря |
| 208 | 8 | |
| 400 | 9 |
Ефектът на магнитните бури върху човешкото здраве
Отрицателните ефекти на магнитните бури засягат 50-70% от световното население. В същото време появата на стресова реакция при някои хора се наблюдава 1-2 дни преди магнитното смущение, когато се наблюдават огнища на слънце. За други - в пика или известно време след прекомерна геомагнитна активност.
Методозависимите хора, както и тези, които страдат от хронични заболявания, трябва да проследят информацията за геомагнитното поле в продължение на седмица, така че с възможното приближаване на магнитни бури, физически и емоционален стрес, както и всякакви действия и събития, които могат да доведат до стрес, да бъдат изключени.
