De magnetosfeer omhult elk lichaam met een magnetisch veld. Het lijkt te wijten aan het feit dat deeltjes met lading onder invloed van inwendig magnetisme afwijken van de oorspronkelijke bewegingslijn. Het ontmoetingspunt van zonne-energie en het magnetische veld vormt het plasma dat de magnetosferische schil bedekt.
Invloed van de zon op de aarde
De zon stra alt een grote hoeveelheid energie uit, die zich voortdurend uitbreidt en naar buiten "verdampt". Deze uitbreiding wordt de zonnewind genoemd.
De zonnewind verspreidt zich in alle richtingen en vult de hele interplanetaire ruimte. Om deze reden vormt zich in het interstellaire gebied een plasmaformatie die de zonnewindplasma wordt genoemd.
Zonneplasma beweegt in een spiraal, gemiddeld over 4 dagen overwint het interval tussen de zon en de aarde.
De zon geeft energie vrij, waardoor het leven op aarde doorgaat. Er komt echter ook gevaarlijke straling van de zon, die destructief is voor alle levende wezens op onze planeet. Wanneer de aarde rond de zon beweegt, wordt de straling ongelijk verdeeld over het jaar. Om deze reden veranderen de seizoenen.
Wat beschermt de aarde?
De natuurlijke structuur van de planeet Aarde beschermt haar tegen schadelijke zonnestraling. De aarde is omgeven door verschillende schelpen:
- magnetosfeer, die beschermt tegen de straling van de zonnestroom;
- een ionosfeer die röntgenstralen en ultraviolette straling absorbeert;
- de ozonlaag, die de resterende hoeveelheden ultraviolette straling tegenhoudt.
Hierdoor wordt de biosfeer van de aarde (het leefgebied van levende organismen) volledig beschermd.
De magnetosfeer van de aarde is een beschermende laag, het verst van het centrum van de planeet. Het is een barrière voor zonnewindplasma. Om deze reden stroomt het zonneplasma rond de aarde en vormt het een holte waarin het aardmagnetische veld verborgen is.
Waarom is er een magnetisch veld?
De oorzaken van aardmagnetisme zijn verborgen in de planeet. Zoals bekend is over de structuur van de planeet Aarde, bestaat deze uit:
- kernen;
- gewaden;
- Aardekorst.
Er zijn verschillende velden rond de planeet, waaronder zwaartekracht en magnetisch. Zwaartekracht in zijn eenvoudigste zin is de aantrekkingskracht van de aarde voor alle materiële deeltjes.
Het magnetisme van de aarde ligt in de verschijnselen die zich voordoen op de grenzen van de kern en de mantel. De planeet zelf is een enorme magneet, een uniform gemagnetiseerde bal.
De oorzaak van elk magnetisch veld is elektrische stroom of continue magnetisatie. Wetenschappers die zich bezighouden met het probleem van het aardmagnetisme ontdekken:
- redenen voor magnetischzwaartekracht van de aarde;
- verbindingen leggen tussen aards magnetisme en zijn bronnen;
- bepaal de verdeling en richting van het magnetische veld op de planeet.
Deze studies worden uitgevoerd door middel van magnetische onderzoeken, evenals door observaties in observatoria - speciale punten in verschillende regio's van de wereld.
Hoe werkt de magnetosfeer?
Het type en de structuur van de magnetosfeer worden ontwikkeld:
- zonnewind;
- aardmagnetisme.
De zonnewind is de output van plasma, dat vanuit de zon in elke richting wordt verspreid. De windsnelheid aan het aardoppervlak is 300-800 km/s. De zonnewind is gevuld met protonen, elektronen, alfadeeltjes en wordt gekenmerkt door quasi-neutraliteit. De zonnewind is begiftigd met zonnemagnetisme, dat zeer ver door plasma wordt getransporteerd.
De magnetosfeer van de aarde is een nogal complexe holte. Alle secties zijn gevuld met plasmaprocessen, waarbij de mechanismen van deeltjesversnelling van groot belang zijn. Aan de zonnige kant wordt de afstand van het centrum tot de grenzen van de aarde bepaald door de kracht van de zonnewind en kan 60 tot 70 duizend kilometer bedragen, wat gelijk is aan 10-12 aardstralen Re. Re is gelijk aan 6371 km.
De grenzen van de magnetosfeer zijn verschillend, afhankelijk van de locatie ten opzichte van de zon. Een soortgelijke rand aan de zonzijde is qua vorm vergelijkbaar met een projectiel. De geschatte afstand is 15 Re. Aan de donkere kant heeft de magnetosfeer de vorm van een cilindrische staart, de straal is 20-25 Re, de lengte is meer dan 200 Re, het einde is onbekend.
In de magnetosfeerer zijn gebieden met hoogenergetische deeltjes, deze worden "stralingsgordels" genoemd. De magnetosfeer is in staat om verschillende oscillaties te initiëren en is zelf een bron van straling, waarvan sommige de aarde kunnen binnendringen.
Plasma lekt in de magnetosfeer van de aarde door intervallen tussen de kenmerken van de magnetopauze - polaire knobbels, evenals als gevolg van hydromagnetische verschijnselen en instabiliteiten.
Magneetveldactiviteit
De magnetosfeer van de aarde beïnvloedt geomagnetische activiteit, geomagnetische stormen en substormen.
Ze beschermt het leven op aarde. Zonder haar zou het leven stoppen. Volgens wetenschappers zijn de oceanen van Mars en zijn atmosfeer de ruimte ingegaan vanwege de onverholen invloed van de zonnewind. Op dezelfde manier werden de wateren van Venus door een zonnestroom de ruimte in gevoerd.
Jupiter, Uranus, Saturnus en Neptunus hebben ook een magnetosfeer. Mars en Mercurius hebben kleine magnetische schelpen. Venus heeft het helemaal niet, de zonnewind wordt beheerd dankzij de ionosfeer.
Veldfuncties
De belangrijkste eigenschap van een magnetisch veld is de intensiteit ervan. Magnetische intensiteit is een vectorgrootheid. Het magnetische veld van de planeet wordt weergegeven met behulp van krachtlijnen, raaklijnen eraan geven de richting van de intensiteitsvector aan.
Het magnetische veld van vandaag is 0,5 oersted of 0,1 a/m. Wetenschappers laten fluctuaties in grootte in het verleden toe. Maar de afgelopen 2-3,5 miljard jaar is het aardmagnetische veld niet veranderd.
Punten op aarde waar de spanning verticaal gericht is, worden magnetische polen genoemd. Er zijn er twee op aarde:
- Noord;
- Zuidelijk.
Een rechte lijn gaat door beide polen - de magnetische as. De cirkel loodrecht op de as is de magnetische evenaar. De veldsterkte op de evenaar is horizontaal.
Magnetische polen
Magnetische polen komen niet overeen met de gebruikelijke geografische polen. De geografische polen zijn geplaatst langs de geografische as waarlangs de planeet draait. Wanneer de aarde rond de zon beweegt, blijft de richting van de aardas behouden.
De kompasnaald wijst precies naar de magnetische noordpool. Magnetische observatoria meten de fluctuaties van het magnetische veld gedurende de dag, sommige zijn betrokken bij elke tweede meting.
Magnetische meridianen lopen van de Noordpool naar de Zuidpool. De hoek tussen de magnetische en geografische meridiaan wordt magnetische declinatie genoemd. Elk punt op aarde heeft zijn eigen declinatiehoek.
Op de evenaar is de pijl van de magneet horizontaal geplaatst. Wanneer je naar het noorden gaat, snelt het bovenste uiteinde van de pijl naar beneden. De hoek tussen de aanwijzer en het horizontale oppervlak is de magnetische helling. In het gebied van de polen is de helling het grootst en bedraagt 90 graden.
Beweging van het magnetische veld
De locatie van de magnetische polen verandert in de loop van de tijd.
Aanvankelijk werd de magnetische pool ontdekt in 1831, en toen bevond hij zich honderden kilometers van de huidige locatie. De geschatte reisafstand per jaar is 15 km.
In de afgelopen jaren is het tempo van de beweging van de magnetische polen toegenomen. De Noordpool is in bewegingsnelheid van 40 km per jaar.
Magnetische velden veranderen
Het proces van het veranderen van polariteiten op aarde wordt inversie genoemd. Wetenschappers kennen minstens 100 gevallen waarin het aardmagnetische veld zijn polariteit omkeerde.
Er wordt aangenomen dat de inversie eens in de 11-12 duizend jaar plaatsvindt. Andere versies worden 13, 500 en zelfs 780 duizend jaar genoemd. Misschien heeft de inversie geen duidelijke periodiciteit. Wetenschappers geloven dat tijdens eerdere inversies het leven op aarde behouden is gebleven.
Mensen vragen zich af: "Wanneer is de volgende polariteitsomkering?"
De poolverschuivingsfase heeft de afgelopen eeuw plaatsgevonden. De Zuidpool ligt nu in de Indische Oceaan, terwijl de Noordpool over de Noordelijke IJszee naar Siberië beweegt. Het magnetische veld nabij de polen verzwakt in dit geval. De spanningen nemen af.
Hoogstwaarschijnlijk zal bij de volgende inversie het leven op aarde doorgaan. De enige vraag is tegen welke prijs. Als de inversie optreedt met het uitsterven van de magnetosfeer op aarde voor een korte tijd, kan dit zeer gevaarlijk zijn voor de mensheid. Een onbeschermde planeet wordt blootgesteld aan de nadelige effecten van kosmische straling. Daarnaast kan de aantasting van de ozonlaag ook een ernstig gevaar opleveren.
De verandering van polen op de zon, die plaatsvond in 2001, leidde niet tot het uitschakelen van zijn magnetische laag. Of er een soortgelijk scenario op aarde zal zijn, weten wetenschappers niet.
Verstoring van de magnetosfeer van de aarde: impact op de mens
Bij de eerste benadering bereikt het zonneplasma de magnetosfeer niet. Maar onder bepaalde voorwaardende doorlaatbaarheid van het plasma wordt verstoord, er ontstaat schade aan de magnetische schaal. Zonneplasma en zijn energie dringen de magnetosfeer binnen. Wat betreft de snelheid van energiestromen zijn er drie opties voor de respons van de magnetosfeer:
- Rustige toestand van de magnetosfeer - de schaal verandert zijn toestand niet, omdat de snelheid van de energiebeweging te laag is of gelijk is aan de hoeveelheid gedissipeerde energie in de magnetische bol.
- Magnetische substorm. Een toestand die optreedt wanneer de snelheid van binnenkomende energie hoger is dan de snelheid van stationaire dissipatie, en een deel van de energie ontsnapt uit de magnetosfeer via een kanaal dat een substorm wordt genoemd. Het proces bestaat uit het vrijgeven van een deel van de magnetosferische energie. De helderste personificatie is de aurora borealis. Emissie van overtollige energie kan plaatsvinden met tussenpozen van 3 uur in de poolgebieden van beide hemisferen.
- Een magnetische storm is een proces van sterke verstoring van het veld vanwege de hoge snelheid van energie die van buiten komt. Het magnetische veld verandert ook beneden, in het gebied van de evenaar.
Het magnetisch veld van de aarde verandert lokaal tijdens substormen, terwijl veranderingen globaal zijn tijdens stormen. In ieder geval zijn deze veranderingen niet hoger dan een paar procent, wat veel minder is dan door de mens gemaakte velden.
Medicine is van mening dat magnetische stormen een negatieve invloed hebben op de menselijke gezondheid. Gedurende deze periode neemt het aantal patiënten met cardiovasculaire pathologieën, depressies en andere neuropsychiatrische stoornissen toe.aandoeningen.
Groot is de rol van de magnetosfeer van de aarde in alle geografische processen op de planeet. Deze beschermende schaal beschermt onze planeet tegen vele ongunstige processen en beïnvloedt de weersomstandigheden. Onder invloed van veranderingen in de magnetosfeer op aarde veranderen klimatologische kenmerken, levensvormen van dieren en planten en nog veel meer.
