A geomágneses mezőt (GP) a Föld belsejében, valamint a magnetoszférában és az ionoszférában található források generálják. Védi a bolygót és a rajta lévő életet a kozmikus sugárzás káros hatásaitól. Jelenlétét mindenki megfigyelte, aki az iránytűt tartotta és látta a nyíl egyik végét, amely délre mutat, a másik pedig észak felé mutat. A magnetoszféra révén nagy felfedezéseket hajtottak végre a fizikában, és jelenlétét továbbra is használják tengeri, víz alatti, repülési és űrhajózási célokra.
Általános jellemző
Bolygónk hatalmas mágnes. Északi pólusa a Föld "felső" részén található, nem messze a földrajzi pólustól, a déli pólus pedig a megfelelő földrajzi pólus mellett. Ezekből a pontokból több ezer kilométerre az űrbe terjessze ki azokat a mágneses erővonalakat, amelyek maga a magnetoszféra alkotják.
A mágneses és a földrajzi pólusok elég távol vannak egymástól. Ha egyértelmű vonalat húz a mágneses pólusok között, akkor végre kaphat egy mágneses tengelyt, amelynek a forgástengelyéhez képest 11, 3 ° dőlésszög van. Ez az érték nem állandó, és mindezt azért, mert a mágneses pólusok a bolygó felületéhez viszonyítva mozognak, helyüket évente megváltoztatva.
A geomágneses mező jellege
A mágneses képernyőt elektromos áramok (mozgó töltések) generálják, amelyek a Föld belsejében, nagyon tisztességes mélységben elhelyezkedő külső folyadékmagban születnek. Ez egy áramló fém, és mozog. Ezt a folyamatot konvekciónak nevezzük. A sejtmag mozgó anyaga áramot és ennek eredményeként mágneses tereket képez.
A mágneses képernyő megbízhatóan védi a Földet a kozmikus sugárzástól. Fő forrása a napszél - a napkoronából kiáramló ionizált részecskék mozgása. A magnetoszféra eltéríti ezt a folyamatos áramot, átirányítva azt a Föld körül, úgy, hogy a kemény sugárzásnak nincs káros hatása a kék bolygó minden élőlényére.
Ha a Földnek nincs geomágneses mezője, akkor a napsugár szél megfosztaná a légkörét. Egy hipotézis szerint pontosan ez történt a Marson. A napszél távol esik az egyetlen fenyegetéstől, mivel a Nap nagy mennyiségű anyagot és energiát bocsát ki koronális sugárzás formájában, erős radioaktív részecskék kíséretében. A Föld mágneses tere azonban még ezekben az esetekben is védi, és ezeket az áramokat elhajolja a bolygó felé.
A mágneses képernyő körülbelül 250 000 évente megváltoztatja pólusait. A mágneses északi pólus veszi át az északi helyet, és fordítva. A tudósoknak nincs egyértelmű magyarázata, hogy miért történik ez.
Kutatási előzmények
A földi mágnesesség csodálatos tulajdonságaival rendelkező emberek megismerése a civilizáció hajnalán történt. Az emberiség már az ókorban ismert volt a mágneses vasérc - magnetit miatt. Kicsi és mikor derült fény arra, hogy a természetes mágnesek az űrben egyformán orientálódtak a bolygó földrajzi pólusaihoz viszonyítva, ismeretlen. Az egyik változat szerint a kínaiak már 1100-ban megismerték ezt a jelenséget, azonban csak két évszázaddal később kezdték el használni a gyakorlatban. Nyugat-Európában a mágneses iránytűt 1187-ben kezdték használni a navigációban.
Felépítés és jellemzők
A Föld mágneses mezőjét fel lehet osztani:
- a fő mágneses mező (95%), amelynek forrása a bolygó külső, vezető elektromos áramának magjában van;
- egy anomális mágneses mező (4%), amelyet a Föld felső rétegében lévő kőzetek jó mágneses érzékenységgel hoztak létre (az egyik legerősebb a Kursk mágneses anomáliája);
- a külső mágneses mező (más néven váltakozó, 1%), ami nap-földi kölcsönhatásokhoz kapcsolódik.
Rendszeres geomágneses variációk
A geomágneses mező időbeni változásait, mind a belső, mind a külső (a bolygó felszíne szempontjából) források hatására, mágneses variációknak nevezzük. Jellemzőjük, hogy a GP-komponensek eltérései a megfigyelési hely átlagos értékétől. A mágneses variációk folyamatosan változnak az időben, és gyakran ezek a változások periodikus jellegűek.
A rendszeres, naponta ismétlődő variációk a mágneses mező változásai, amelyek a GP intenzitásának napenergia és holdi napi változásaihoz kapcsolódnak. A variációk a nap folyamán és a hold konfrontáció során elérik a maximumot.
Szabálytalan geomágneses variációk
Ezek a változások a napszélnek a Föld magnetoszférájára gyakorolt hatása, a magnetszférában bekövetkező változások és az ionizált felső atmoszférával való kölcsönhatása következtében merülnek fel.
- Huszonhét napos variáció létezik a mágneses zavarok újbóli növekedésének mintájaként 27 naponként, ami megegyezik a fő égitest testének a földmegfigyelőhöz viszonyított forgási periódusával. Ez a tendencia annak köszönhető, hogy natív csillagunkban aktív hosszú élettartamú régiók vannak, amelyeket számos forradalma alatt megfigyeltünk. Ez a geomágneses zavarok és a mágneses viharok 27 napos ismételhetőségének formájában nyilvánul meg.
- A tizenegy éves változások a nap foltképző aktivitásának periodikusságához kapcsolódnak. Kiderült, hogy az évek során, amikor a napelemeken a legnagyobb sötét területek koncentrálódnak, a mágneses aktivitás is eléri a maximális értéket, azonban a geomágneses aktivitás növekedése átlagosan egy évvel elmarad a napenergia átlagos növekedésétől.
- A szezonális variációknak két maximuma és két minimuma van, amelyek megegyeznek az napéjegyenlőségek periódusaival és a napforduló idejével.
- A fentiekkel ellentétben, évszázadok óta a külső eredetű anyag az anyagmozgás és a hullámfolyamatok eredményeként alakul ki a bolygó folyékony vezetőképes magjában, és ezek képezik a fő információforrást az alsó köpeny és a mag elektromos vezetőképességéről, az anyag konvekciójához vezető fizikai folyamatokról, valamint a mechanizmusról A föld geomágneses mezőjének generálása. Ez a leglassabb variáció - több évről egy évre.
A mágneses mező hatása az élővilágra
Annak ellenére, hogy a mágneses képernyő nem látható, a bolygó lakói tökéletesen érzik ezt. Például, a vándorló madarak építik útjukat, összpontosítva erre. A tudósok több hipotézist állítottak fel erre a jelenségre vonatkozóan. Az egyik azt sugallja, hogy a madarak vizuálisan érzékelik. A vándorló madarak szemében vannak speciális fehérjék (kriptokrómok), amelyek geomágneses mező hatására képesek megváltoztatni helyzetüket. A hipotézis szerzői biztosak abban, hogy a kriptokrómák iránytű szerepet játszhatnak. Nemcsak a madarak, hanem a tengeri teknősök is használnak mágneses képernyőt GPS navigátorként.
Az emberi expozíció a mágneses képernyőn
A geomágneses mező egy személyre gyakorolt hatása alapvetően különbözik a többitől, függetlenül attól, hogy sugárzás vagy veszélyes áram - e, mivel teljes mértékben érinti az emberi testet.
A tudósok úgy vélik, hogy a geomágneses mező rendkívül alacsony frekvenciatartományban működik, amelynek eredményeként megfelel az alapvető fiziológiai ritmusoknak: a légzés, a szív és az agy. Lehet, hogy egy ember semmit sem érzik, de a test ennek ellenére az idegrendszer, a szív-érrendszer és az agyi aktivitás funkcionális változásaival reagál. A pszichiáterek évek óta nyomon követik a geomágneses mező intenzitása kitörése és a mentális betegségek súlyosbodása közötti összefüggést, amely gyakran öngyilkossághoz vezet.
A geomágneses aktivitás "indexelése"
A mágneses mező átalakulásait, amelyek a magnetoszféra-ionoszféra áramrendszerének változásaival társulnak, geomágneses aktivitásnak (GA) hívjuk. A szint meghatározásához két indexet használunk - A és K. Az utóbbi a GA értékét mutatja. A számítást a mágneses képernyő méréseinek alapján, naponta három órás időközönként, 00:00 UTC-től kezdve (Koordinált világidő) kezdve. A mágneses zavarok legmagasabb mutatóit összehasonlítják egy nyugodt nap geomágneses terepi értékeivel egy adott tudományos intézetnél, miközben a megfigyelt eltérések maximális értékeit figyelembe veszik.
A kapott adatok alapján kiszámítják a K indexet, mivel ez kvázi-logaritmikus mennyiség (azaz az egységgel növekszik a perturbáció körülbelül kétszeres növekedésével), ezért nem lehet átlagolni, hogy hosszú távú történelmi képet kapjunk a bolygó geomágneses mezőjének állapotáról. Ehhez van egy A index, amely egy napi átlagérték. Meglehetősen egyszerűen határozza meg - a K index minden dimenzióját ekvivalens indexre konvertálják. A nap folyamán kapott K értékét átlagoljuk, amelynek köszönhetően megkapható az A index, amelynek értéke hétköznapokon nem haladja meg a 100 küszöböt, és a súlyos mágneses viharok alatt meghaladhatja a 200 értéket.
Mivel a geomágneses mező zavarása a bolygó különböző pontjain nem azonos, a különböző tudományos forrásokból származó A index értékei jelentősen eltérhetnek. Az ilyen felfutás elkerülése érdekében a obszervatóriumok által kapott A indexeket átlagra csökkentik, és megjelenik az A r globális index. Ugyanez vonatkozik a Kp indexre, amely egy törtérték a 0-9 tartományban. 0-tól 1-ig terjedő értéke azt jelzi, hogy a geomágneses mező normális, ami azt jelenti, hogy a rövidhullámú tartományokban fennmaradnak az optimális átjárási feltételek. Természetesen, meglehetősen intenzív napsugárzás áramlásának kitéve. A 2 pontos geomágneses teret mérsékelt mágneses zavarnak tekintik, amely kissé bonyolítja a deciméter hullámok áthaladását. Az 5 és 7 közötti értékek geomágneses viharok jelenlétét jelzik, amelyek súlyosan zavarják az említett tartományt, és erős vihar esetén (8-9 pont) a rövidhullámok áthaladása lehetetlen.
| A p | R | leírás |
| 0 | 0 | csendes |
| 2 | 1 | |
| 3 | ||
| 4 | ||
| 7 | 2 | Gyengén felháborodott |
| 15 | 3 | |
| 27 | 4 | zaklatott |
| 48 | 5 | Mágneses vihar |
| 80 | 6 | |
| 132 | 7 | Nagy mágneses vihar |
| 208 | 8 | |
| 400 | 9 |
A mágneses viharok hatása az emberi egészségre
A mágneses viharok negatív hatásai a világ népességének 50–70% -át érintik. Ugyanakkor néhány embernél a stresszreakció kialakulását 1-2 nappal a mágneses zavarok előtt figyelik meg, amikor a nap kitörését figyelik meg. Mások számára a csúcspontban vagy valamikor a túlzott geomágneses aktivitás után.
A meto-függő, valamint a krónikus betegségben szenvedőknek egy héten keresztül nyomon kell követniük a geomágneses mező információit, hogy a mágneses viharok lehetséges közelítésével kizárható legyen a fizikai és érzelmi stressz, valamint minden olyan tevékenység és esemény, amely stresszt okozhat.
