Уикипедия

Земно магнитно поле: Разлика между версии

Интерактивен преглед на историята
← По-стара редакцияПо-нова редакция →
Изтрито е съдържание Добавено е съдържание
ВизуаленУикитекст
м форматиране: 2x тире, 2 интервала, А|АБ, тире-числа (ползвайки Advisor)
Допълнение, разширение, редактиране, източници.
Ред 1:
[[Файл:Earth's magnetic field, schematic.svg|мини|260px|'''Силовите линии на земното магнитно поле сочат от Северниясеверния към Южния магнитенюжния полюс на магнита – от юг към север''']]
'''Земното магнитно поле''' или '''геомагнитното поле''' е естествено [[магнитно поле]] на [[Земя]]та. То е изключително важно за живота на човечеството, тъй като предпазва планетата от вредните космически лъчи и дава възможност за [[навигация]] чрез използването на [[компас]].
 
Ред 10:
 
Магнитното поле се определя от измерената [[магнитна индукция]] '''B'''. На повърхността на Земята големината на естественото магнитно поле е от 30 до 60 μT (микро[[тесла]]) или 0,3 – 0,6 G ([[гаус (единица)|гаус]]а). На [[екватор]]а, т.е. на ширина 0°, то е 31 µT (3,1×10<sup>−5</sup> T), а на [[географска ширина]] 50° е 58 [[микро-|µ]]T (5,8×10<sup>−5</sup> T). В космоса то е много по-слабо. За сравнение, в [[космическото пространство]] магнитната индукция на полето е между 0,1 и 10 нанотесла (10<sup>−10</sup> T и 10<sup>−8</sup> T).
{{multiple image |width = 155
 
|header = Примери за геомагнитни карти
|image1 = Magnetic Total Intensity North Hemisphere 2000.png
|caption1 = Пълна магнитна индукция на земното магнитно поле [μT] - северно полукълбо, 2000 г. |image2 = Magnetic Horizontal Intensity North Hemisphere 2000.png
|caption2 = Хоризонтална съставка на магнитната индукция на земното магнитно поле [μT] - северно полукълбо, 2000 г.}}
Магнитната индукция е [[вектор]]на величина и освен големина има и посока. Векторът на магнитната индукция е допирателен към магнитните силови линии, които не следват точно географските меридиани, а най-често сключват ъгъл с тях (виж [[Магнитна деклинация]]). Затова земното магнитно поле има и хоризонтална съставяща, която зависи от географското местоположение.
 
== Геомагнитни карти ==
{{multiple image |width = 150 |image1 = Magnetic Total Intensity North Hemisphere 2000.png |caption1 = Пълна магнитна индукция на земното магнитно поле [μT] – северно полукълбо, 2000 г. |image2 = Magnetic Horizontal Intensity North Hemisphere 2000.png |caption2 = Хоризонтална съставка на магнитната индукция на земното магнитно поле [μT] – северно полукълбо, 2000 г. |header = Примери за геомагнитни карти }}
Геомагнитните карти са географски [[карта|карти]] с [[изолиния|изолинии]], показващи разпределението на елементите на земното магнитно поле. На показаните карти точките с еднакво магнитно поле са съединени с изолинии.
 
== ДвижениеИзменения на земното магнитно поле ==
[[Карл Фридрих Гаус]] построява първата геофизична обсерватория в [[Гьотинген]] и конструира чувствителен [[магнитометър]] за нея през [[1832]] година. Заедно с [[Вилхелм Вебер]] той оценява предоставените данни от Магнитната асоциация и Британското кралско общество от 1836 г. Така през 1839 г. успява да покаже, че основната част от статичното геомагнитно поле произхожда от вътрешността на земята, докато по-малки, краткосрочни вариации на геомагнитното поле произхождат отвън.
 
Палеомагнитните изследвания се опитват да реконструират земното магнитно поле в миналото по следи (остатъци) от намагнитване в скалите. Изследванията на остатъчното намагнитване на океанската кора, която е предимно на по-малко от 100 милиона години, предоставят информация за най-новата история на земните магнитни полета. Те показват, че основното магнитно поле обикновено остава доста стабилно за дълъг период от време, но варира по интензивност и винаги се обръща в геологически относително кратки периоди от време. Тези обръщания на полярността или „смяна на полюсите“ се случват средно на около 250 000 години, последно преди около 781 000 години като т. нар. [[Магнитно обръщане на Брюнес–Матуяма]]. Изследванията на езерните утайки в италианските [[Апенини]] показват, че Брюнес–Матуяма е станало заизменя по-малко от сто годиниинтензивност.
 
=== Обръщане посоката на геомагнитното поле ===
Дълбоките, кратки спадове, след които полето се натрупва отново в същата посока като преди, са по-чести от обръщанията. Две такива промени са известни за периода от преди 10 до 78 хилядолетия: [[Палеомагнитен екскурс Лашамп-Каргаполово]] преди около 41400 (± 2000) години и [[Екскурс на езерото Моно]] в [[Калифорния]] преди около 34000 години. Времето от началото на отслабването до напълно възстановеното поле отнема няколко хиляди години, фазата на обръщане е значително по-кратка, при което диполният характер на полето се губи и могат да се появят няколко слаби полюса, дори в ниски географски ширини.▼
През живота на планетата ориентацията на земното магнитно поле се е обръщала много пъти, като магнитният север е ставал магнитен юг и обратно. Размяната на полюсите и обръщането на полярността се още нарича още [[инверсия на земното магнитно поле]] или ''геомагнитна инверсия''. Тя е един от случаите на обръщане. При обръщане на посоката най-често диполният характер на полето се губи и могат да се появят няколко слаби полюса, дори в ниски географски ширини. Доказателства за геомагнитни обръщания могат да се видят при [[средноокеански хребет|средноокеанските хребети]], където [[Тектонска плоча|тектонските плочи]] се отдалечават една от друга и морското дъно е запълнено с [[магма]]. Докато магмата се излива от [[Земна мантия|мантията]], магнитните частици в нея се ориентират по посока на магнитното поле, когато магмата изстине и се втвърди. <ref>[https://science.nasa.gov/science-news/science-at-nasa/2003/29dec_magneticfield/ Earth's Inconstant Magnetic Field – NASA Science]</ref>
 
Магнитното поле на Земята винаги се е обръщало в геологически относително кратки периоди от време. Тези обръщания на полярността или „смяна на полюсите“ се случват средно на около 250 000 години. Преди около 781 000 години е т. нар. [[Магнитно обръщане на Брюн–Матуяма]]. Изследванията на езерните утайки в италианските [[Апенини]] показват, че то е станало за по-малко от сто години. От няколко по-малки промени в поляритета изследователите забелязват кратко обръщане преди 98 000 години, което остава за около век - два, преди да се обърне отново. Последното обръщане е било преди 10000 - 12000 години. <ref name="Нaукa off news">[https://nauka.offnews.bg/news/Novini_1/Tova-e-naj-tochnata-prognoza-kolko-barzo-mogat-da-se-obarnat-magnitnit_113664.html Това е най-точната прогноза колко бързо могат да се обърнат магнитните полюси на Земята (видео)], „Нaукa off news“, 27 август 2018.</ref>
Наскоро наблюдаваното намаляване на нивото на магнитното поле на Земята (с 9 % през последните 170 години), според някои автори може да е предвестник на ново обръщане на магнитните полюси на Земята. Обръщането на полюсите може да доведе до рязко ускоряване на настоящата климатична криза, причинена от човешката дейност, както и до отказ на електрически мрежи, сателити и друго електронно оборудване. <ref>{{Cite web|lang=en|url=https://phys.org/news/2012-10-extremely-reversal-geomagnetic-field-climate.html|title=An extremely brief reversal of the geomagnetic field, climate variability and a super volcano|publisher=phys.org|accessdate=2020-05-27}}</ref><ref>{{Cite web|lang=en|url=https://www.sciencedaily.com/releases/2021/02/210218142729.htm|title=Ancient relic points to a turning point in Earth's history 42,000 years ago: Just like in The Hitchhiker's Guide to the Galaxy, the answer was 42|website=ScienceDaily|accessdate=2021-02-28}}</ref>▼
[[Файл:Magnetic North Pole Positions 2015.svg|ляво|200п|мини|Движение на Северния магнитен полюс 1831 – 2020 г.]]▼
=== Дълбоки изменения на магнитния интензитет ===
[[Файл:South Magnetic Pole 1945 2000.jpg|дясно|200п|мини|Движение на Южния магнитен полюс 1945 – 2000 г.]]▼
▲Земното магнитно поле се изменя непрекъснато по интензивност и направление. Дълбоките, кратки спадове, след които интензитетът на полето се натрупва отново в същата посока като преди, са по-чести от обръщанията. Две такива промени са известни за периода от преди 10 до 78 хилядолетия: [[Палеомагнитен екскурс Лашамп-Каргаполово]] преди около 41400 (± 2000) години и [[Екскурс на езерото Моно]] в [[Калифорния]] преди около 34000 години. Времето от началото на отслабването до напълно възстановеното поле отнема няколко хиляди години, фазата на обръщане е- значително по-кратка,повече приотколкото коетоза диполният характеробръщане на полетополярността. се<ref губиname="Нaукa иoff могат да се появят няколко слаби полюса, дори в ниски географски ширини.news"></ref>
Земното магнитно поле се изменя непрекъснато по интензивност и направление. Положението на магнитните полюси се променя бавно и с това се променя и посоката и силата на магнитното поле. През последните години се забелязва особено активно движение на магнитните полюси. Магнитният полюс се движи по [[спирала]] и обикаля ежедневно около едно средно положение, като в дните, когато магнитното поле е нарушено, може да се измести с 80 km или повече. Въпреки че движението на Северния магнитен полюс в даден ден е неправилно, средното отместване образува добре дефиниран овал, който ежедневно бавно се измества по оста на спиралата и Северният магнитен полюс се придвижва всеки ден с около 90 метра на северозапад от северното крайбрежие на [[Канада]] към [[Сибир]] в [[Русия]] (където се очаква да достигне около 2050 година).▼
 
▲НаскороЮжноатлантическата магнитна аномалия в района на Южна Америка е свързана с озоновата дупка. Тя е част от наскоро наблюдаваното намаляване на нивото на магнитното поле на Земята (с 9 % през последните 170 години), което според някои автори може да е предвестник на ново обръщане на магнитните полюси на Земята. Обръщането на полюсите може да доведе до рязко ускоряване на настоящата климатична криза, причинена от човешката дейност, както и до отказ на електрически мрежи, сателити и друго електронно оборудване. <ref>{{Cite web|lang=en|url=https://phys.org/news/2012-10-extremely-reversal-geomagnetic-field-climate.html|title=An extremely brief reversal of the geomagnetic field, climate variability and a super volcano|publisher=phys.org|accessdate=2020-05-27}}</ref><ref>{{Cite web|lang=en|url=https://www.sciencedaily.com/releases/2021/02/210218142729.htm|title=Ancient relic points to a turning point in Earth's history 42,000 years ago: Just like in The Hitchhiker's Guide to the Galaxy, the answer was 42|website=ScienceDaily|accessdate=2021-02-28}}</ref><ref name="">[https://www.youtube.com/watch?v=3m5J4QZmReE Магнитното поле на Земята и обръщането на полюсите – проф. Стаменов], YouTube, Скат.</ref>
Магнитният Северен и Южен полюс се движат независимо един от друг. Към 2021 г. Южният магнитен полюс е по-далеч от географския Южен полюс, отколкото Северният магнитен полюс е от географския Северен полюс.
 
Промените в магнитното поле са важни, тъй като то ни предпазва от високоскоростните заредени частици, с които ни бомбардира [[Слънцето]]. Без него много от електронните технологии, както на повърхността, така и на орбита, ще бъдат подложени на радиация, която заплашва да повреди техните вериги. Дори днес със силното магнитно поле на Земята все още сме податливи на слънчевите бури, които могат да увредят човешкото здраве и електрониката. <ref name="Нaукa off news"></ref>
Местоположението на земните магнитни полюси е следното:▼
 
Ако настъпят драматични промени в магнитното поле, трябва да научим за това много преди да са станали. Магмените скали вършат добра работа като улики за проследяване, предоставяйки моментна снимка на посоката на магнитното поле, но често не отразяват по-фините движения. Източник с по-бавен растеж е [[сталагмит]]ът, който расте на пода в пещера в провинция [[Гуежу]], югозападен [[Китай]] и съдържа перфектния запис. Еднометровата скала е започнала да расте преди около 107 хиляди години. През следващите 16 хиляди години тя продължава да натрупва слоеве от разтворен [[минерал]], включващ желязо, наречен [[магнетит]], в който се съдържа информация за магнитното поле. Сталагмитът е нарязан на повече от 190 проби и е анализиран с помощта на криогенни магнитометри с висока резолюция, осигуряващи разделителна способност до век на магнитното поле на Земята и силата му преди 100 хиляди години. Проучването на палеомагнитния запис от преди 107 000 до 91 000 години се основава на прецизен магнитен анализ и радиометрично датиране.
* '''Северен''': в [[Северен ледовит океан|Северния ледовит океан]], през 2020 г. положението му е изчислено на 86,5° с.ш. и 170° източна дължина.▼
От няколко по-малки промени в поляритета изследователите забелязват кратко обръщане преди 98 000 години, което остава за около век - два, преди да се обърне отново. В геоложки мащаб на времето този екскурс е шокиращо кратък и показва, че такива значителни промени в нашата защитна обвивка могат да дойдат без много предупреждение. Данните показват, че тъй като полето на планетата отслабва, колебанията в неговата сила ще се увеличават заради нестабилността в геоложката активност на слоевете близо до външното ядро ​​на Земята. <ref name="Нaукa off news"></ref>
 
=== Движение на полюсите ===
▲[[Файл:Magnetic North Pole Positions 2015.svg|ляво|200п|мини|Движение на Северния магнитен полюс 1831  – 2020 г.]]
▲[[Файл:South Magnetic Pole 1945 2000.jpg|дясно|200п|мини|Движение на Южния магнитен полюс 1945  – 2000 г.]]
▲ЗемнотоИзменението магнитнона поле се изменя непрекъснато по интензивностпосоката и направление. Положениетосилата на магнитнитемагнитното полюсиполе сее променя бавно исвързана с товабавната сепромяна променяна и посоката и силатаположението на магнитнотомагнитните полеполюси. През последните години се забелязва особено активно движение на магнитните полюси. Магнитният полюс се движи по [[спирала]] и обикаля ежедневно около едно средно положение, като в дните, когато магнитното поле е нарушено, може да се измести с 80 km или повече. Въпреки че движението на Северния магнитен полюс в даден ден е неправилно, средното отместване образува добре дефиниран овал, който ежедневно бавно се измества по оста на спиралата и Северният магнитен полюс се придвижва всеки ден минимум с около 90 метра на северозапад от северното крайбрежие на [[Канада]] към [[Сибир]] в [[Русия]] (където се очаква да достигне до около 2040 – 2050 годинаг.). Южният магнитен полюс се придвижва на северозапад със скорост приблизително 10 – 15 km/година.
 
Магнитният Северен и Южен полюс се движат независимо един от друг. Към 2021 г. Южният магнитен полюс е по-далеч от географския Южен полюс (2888,228 km), отколкото Северният магнитен полюс е от географския Северен полюс (397,742333 km ). <ref>При радиус на Земята от центъра до Северния полюс 6356,7523142 km, близо до полюса 1° с. ш. съответства на 110,9462576 km. При радиус на Земята от центъра до Южния полюс 6356,7523142 km и до екватора 6378,137 km, до Южния магнитен полюс (64,025°) се получава 6362,924172 km. Така 1° ю. ш. на географския полюс съответства на 110,9462576 km, на магнитния – на 110,0539769 km или средно на 111,000117 km.</ref>
 
▲Местоположението на земните магнитни полюси е следното:
▲* '''Северен''': в [[Северен ледовит океан|Северния ледовит океан]], през 20202021 г. положението му е изчислено на {{coord|86,5° с.ш415|N|157.69|W|name=Magnetic иNorth 170°Pole източна2021 дължинаest}}.
 
* '''Южен''': в [[Антарктика]], южнатаморето частДюрвил на [[Индийския океан]], през 20102021 г. положението му е изчислено на около 200130 kmкм от бреганай-източния бряг Клари на [[Земя АделиУилкс]] в [[Антарктида]], до условната граница със [[Земя Адели]], в посока остров [[Тасмания]], с координати {{coord|64,4°.025|S|135.723|E|name=Magnetic южнаSouth ширина иPole 137,4°2021 и.дest}}.
 
Местоположението на магнитните полюси, макар и бавно, се променя. Това се отразява върху посоката на компаса в дадено място, т.е. не бива да се ползват стари данни при ориентиране.
Line 42 ⟶ 58:
=== Защита от космични лъчи ===
[[Файл:Van Allen radiation belt.svg|мини|338x338px|Радиационните пояси на Ван Алън (напречно сечение)]]
Една от важните функции на геомагнитното поле е защитата, която то осигурява на планетата ни срещу убийствените [[Космически лъчи|космични лъчи]], които са потоци от заредени частици с енергия 10 и повече [[електронволт|eV]]. „Мрежата“ на магнитното поле ги улавя и задържа здраво в радиационни пояси около Земята (т. нар. [[Радиационен пояс на Ван Алън|пояси Ван Алън]]). Поясите са разположени над екваториалната област. Те са един вътрешен  – на разстояние 1000  – 3000 km над земната повърхност, и два външни  – на разстояние съответно 10 000  – 25 000 и 60 000  – 80 000 km.
 
=== Смущения на комуникациите ===
Връзка с геомагнитното поле има и протичането на естествени [[Електрически ток|електрични токове]] в земята. Големината им обикновено е под 10 mA, стига понякога до 10  – 15 mA, а по време на т. нар. [[Геомагнитна буря|електромагнитни бури]] се увеличава до 2500 mA. Установено е, че тези токове влияят върху съобщителните връзки и оказват някакво въздействие върху човешката физиология. Причините за тях включват създаване на собствени електрични полета в скалите в резултат на възстановителни, дифузионни, филтрационни и т.н. процеси, атмосферни електрични процеси и вариации на геомагнитното поле. Електричните токове, породени от първите две причини, имат ограничено разпространение и се наричат телурични.
 
== Изучаване на геомагнитното поле в България ==
Line 51 ⟶ 67:
 
== Литература ==
* {{икона|ru}} {{cite book|last=Шевнин А.Д.|first=глав. ред. Прохоров А.М|title=Большая советская энциклопедия|url=http://bse.sci-lib.com/article046103.html|accessdate=29 март 2017|edition=3 изд|volume= 9 (от 30), Евклид  – Ибсен |year=1972|publisher=Издателство „Съветска енциклопедия“|location=Москва|език=ru|pages=502  – 504|chapter=Земной магнетизм}}
* National Geographic България, декември 2006
 
== Източници и бележки ==
<references />
 
Взето от „https://bg.wikipedia.org/wiki/Земно_магнитно_поле“.