Ένα γεωμαγνητικό πεδίο (GP) παράγεται από πηγές που βρίσκονται μέσα στη Γη, καθώς και από τη μαγνητόσφαιρα και την ιονόσφαιρα. Προστατεύει τον πλανήτη και τη ζωή του από τις βλαβερές συνέπειες της κοσμικής ακτινοβολίας. Η παρουσία του παρατηρήθηκε από όλους όσους κρατούσαν την πυξίδα και είδαν το ένα άκρο του βέλους να δείχνει νότια και το άλλο να δείχνει βόρεια. Χάρη στη μαγνητόσφαιρα, έγιναν σπουδαίες ανακαλύψεις στη φυσική και η παρουσία της χρησιμοποιείται για τη θαλάσσια, υποθαλάσσια, αεροπορική και διαστημική πλοήγηση.
Γενικό χαρακτηριστικό
Ο πλανήτης μας είναι ένας τεράστιος μαγνήτης. Ο βόρειος πόλος του βρίσκεται στο "ανώτερο" μέρος της Γης, κοντά στον γεωγραφικό πόλο και ο νότιος πόλος βρίσκεται δίπλα στον αντίστοιχο γεωγραφικό πόλο. Από αυτά τα σημεία για χιλιάδες χιλιόμετρα στο διάστημα επεκτείνονται οι μαγνητικές γραμμές της δύναμης που αποτελούν την ίδια τη μαγνητόσφαιρα.
Οι μαγνητικοί και γεωγραφικοί πόλοι είναι αρκετά μακριά ο ένας από τον άλλο. Εάν σχεδιάσετε μια καθαρή γραμμή μεταξύ των μαγνητικών πόλων, μπορείτε τελικά να πάρετε έναν μαγνητικό άξονα με γωνία κλίσης 11, 3 ° προς τον άξονα περιστροφής. Αυτή η τιμή δεν είναι σταθερή και όλα επειδή οι μαγνητικοί πόλοι κινούνται σε σχέση με την επιφάνεια του πλανήτη αλλάζοντας την θέση τους κάθε χρόνο.
Η φύση του γεωμαγνητικού πεδίου
Η μαγνητική οθόνη παράγεται από ηλεκτρικά ρεύματα (κινούμενα φορτία), τα οποία γεννιούνται σε εξωτερικό υγρό πυρήνα που βρίσκεται μέσα στη Γη σε πολύ καλό βάθος. Είναι ένα ρέον μέταλλο και κινείται. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται μεταφορά. Η κινούμενη ύλη του πυρήνα σχηματίζει ρεύματα και ως αποτέλεσμα μαγνητικά πεδία.
Η μαγνητική οθόνη προστατεύει αξιόπιστα τη Γη από την κοσμική ακτινοβολία. Η κύρια πηγή του είναι ο ηλιακός άνεμος - η κίνηση των ιονισμένων σωματιδίων που ρέουν έξω από την ηλιακή κορώνη. Η μαγνητόσφαιρα εκπέμπει αυτό το συνεχές ρεύμα, ανακατεύοντας το γύρω από τη Γη, εξαιτίας της οποίας η σκληρή ακτινοβολία δεν έχει επιζήμια επίδραση σε όλα τα ζωντανά πράγματα του μπλε πλανήτη.
Αν η Γη δεν είχε ένα γεωμαγνητικό πεδίο, τότε ο ηλιακός άνεμος θα στερούσε την ατμόσφαιρα του. Σύμφωνα με μία υπόθεση, αυτό ακριβώς συνέβη στον Άρη. Ο ηλιακός άνεμος απέχει πολύ από τη μόνη απειλή, καθώς ο Ήλιος απελευθερώνει επίσης μια μεγάλη ποσότητα ύλης και ενέργειας υπό μορφή κορωνικών εκπομπών, συνοδευόμενη από ένα ισχυρό ρεύμα ραδιενεργών σωματιδίων. Ωστόσο, ακόμη και σε αυτές τις περιπτώσεις, το μαγνητικό πεδίο της Γης προστατεύει αυτό, εκτρέποντας αυτά τα ρεύματα από τον πλανήτη.
Μια μαγνητική οθόνη αλλάζει πόλους περίπου μία φορά κάθε 250.000 χρόνια. Ο μαγνητικός βόρειος πόλος παίρνει τη θέση του βορρά και αντίστροφα. Οι επιστήμονες δεν έχουν σαφή εξήγηση για το γιατί συμβαίνει αυτό.
Ιστορικό έρευνας
Η εξοικείωση των ανθρώπων με τις εκπληκτικές ιδιότητες του επίγειου μαγνητισμού έγινε την αυγή του πολιτισμού. Ήδη στην αρχαιότητα, η ανθρωπότητα ήταν γνωστή για μαγνητικό σιδηρομετάλλευμα - μαγνητίτη. Ωστόσο, ποιος και πότε αποκάλυψε ότι οι φυσικοί μαγνήτες είναι εξίσου προσανατολισμένοι στο διάστημα σε σχέση με τους γεωγραφικούς πόλους του πλανήτη είναι άγνωστοι. Σύμφωνα με μια εκδοχή, οι Κινέζοι ήταν εξοικειωμένοι με αυτό το φαινόμενο ήδη από το 1100, ωστόσο, άρχισαν να το χρησιμοποιούν στην πράξη μόνο δύο αιώνες αργότερα. Στη Δυτική Ευρώπη, η μαγνητική πυξίδα άρχισε να χρησιμοποιείται στην πλοήγηση το 1187.
Δομή και χαρακτηριστικά
Το μαγνητικό πεδίο της Γης μπορεί να χωριστεί σε:
- το κύριο μαγνητικό πεδίο (95%), οι πηγές του οποίου βρίσκονται στον εξωτερικό, αγώγιμο πυρήνα ηλεκτρικού ρεύματος του πλανήτη.
- ένα ανώμαλο μαγνητικό πεδίο (4%) που δημιουργείται από πετρώματα στο ανώτερο στρώμα της Γης με καλή μαγνητική ευαισθησία (μία από τις πιο ισχυρές είναι η μαγνητική ανωμαλία του Kursk).
- εξωτερικό μαγνητικό πεδίο (ονομαζόμενο επίσης εναλλασσόμενο, 1%) που σχετίζεται με τις ηλιακές-χερσαίες αλληλεπιδράσεις.
Κανονικές γεωμαγνητικές παραλλαγές
Οι αλλαγές στο γεωμαγνητικό πεδίο στο χρόνο υπό την επίδραση τόσο των εσωτερικών όσο και των εξωτερικών (σε σχέση με την επιφάνεια του πλανήτη) πηγές ονομάζονται μαγνητικές παραλλαγές. Χαρακτηρίζονται από την απόκλιση των συστατικών GP από τη μέση τιμή στο σημείο παρατήρησης. Οι μαγνητικές παραλλαγές έχουν μια συνεχή προσαρμογή στο χρόνο και συχνά αυτές οι αλλαγές έχουν περιοδικό χαρακτήρα.
Τακτικές παραλλαγές που επαναλαμβάνονται καθημερινά είναι μεταβολές στο μαγνητικό πεδίο που σχετίζονται με ηλιακές και σεληνιακές ημερήσιες αλλαγές στην ένταση του GP. Οι παραλλαγές φτάνουν στο μέγιστο κατά τη διάρκεια της ημέρας και κατά τη διάρκεια της σεληνιακής αντιπαράθεσης.
Ανωμαλίες γεωμαγνητικές παραλλαγές
Αυτές οι αλλαγές προκύπτουν ως αποτέλεσμα της επίδρασης του ηλιακού ανέμου στη μαγνητόσφαιρα της Γης, των αλλαγών εντός της ίδιας της μαγνητόσφαιρας και της αλληλεπίδρασής της με την ιονισμένη ανώτερη ατμόσφαιρα.
- Οι παραλλαγές των είκοσι επτά ημερών υπάρχουν ως πρότυπο επαναφοράς της μαγνητικής διαταραχής κάθε 27 ημέρες, που αντιστοιχεί στην περίοδο περιστροφής του κύριου ουράνιου σώματος σε σχέση με τον παρατηρητή της γης. Αυτή η τάση οφείλεται στην ύπαρξη ενεργών μακρόβιων περιοχών στο εγγενές αστέρι μας, που παρατηρήθηκε σε αρκετές από τις επαναστάσεις της. Εκδηλώνεται με τη μορφή μιας 27-ημερών επαναληψιμότητας των γεωμαγνητικών διαταραχών και των μαγνητικών καταιγίδων.
- Οι διακυμάνσεις ένδεκα ετών συνδέονται με την περιοδικότητα της δραστηριότητας σχηματισμού κηλίδων στον ήλιο. Διαπιστώθηκε ότι κατά τη διάρκεια των χρόνων της μεγαλύτερης συγκέντρωσης σκοτεινών περιοχών στον ηλιακό δίσκο, η μαγνητική δραστηριότητα φθάνει επίσης στο μέγιστο, ωστόσο, η αύξηση της γεωμαγνητικής δραστηριότητας υστερεί από τη μέση ηλιακή ανάπτυξη κατά μέσο όρο ενός έτους.
- Οι εποχιακές μεταβολές έχουν δύο μέγιστα και δύο ελάχιστα που αντιστοιχούν στις περιόδους των ισημεριών και στον χρόνο του ηλιοστάτη.
- Οι αιώνας, σε αντίθεση με τα παραπάνω, εξωτερικής προέλευσης σχηματίζονται ως αποτέλεσμα της κίνησης των διαδικασιών ύλης και κυμάτων στον υγρό αγώγιμο πυρήνα του πλανήτη και αποτελούν την κύρια πηγή πληροφοριών για την ηλεκτρική αγωγιμότητα του κατώτερου μανδύα και του πυρήνα, για τις φυσικές διεργασίες που οδηγούν στη μεταφορά της ύλης, καθώς και για τον μηχανισμό Δημιουργία γεωμετρικών πεδίων γης. Αυτές είναι οι βραδύτερες παραλλαγές - με περιόδους από αρκετά χρόνια έως ένα χρόνο.
Η επίδραση του μαγνητικού πεδίου στον ζωντανό κόσμο
Παρά το γεγονός ότι η μαγνητική οθόνη δεν μπορεί να δει, οι κάτοικοι του πλανήτη το αισθάνονται τέλεια. Για παράδειγμα, τα αποδημητικά πτηνά χτίζουν τη διαδρομή τους, εστιάζοντας σε αυτό. Οι επιστήμονες κατέθεσαν διάφορες υποθέσεις σχετικά με αυτό το φαινόμενο. Ένας από αυτούς δείχνει ότι τα πουλιά το αντιλαμβάνονται οπτικά. Στα μάτια των αποδημητικών πτηνών υπάρχουν ειδικές πρωτεΐνες (κρυπτοχρώματα) που μπορούν να αλλάξουν τη θέση τους υπό την επίδραση ενός γεωμαγνητικού πεδίου. Οι συντάκτες αυτής της υπόθεσης είναι βέβαιοι ότι τα κρυπτοχρώματα μπορούν να παίξουν το ρόλο της πυξίδας. Ωστόσο, όχι μόνο τα πουλιά, αλλά και οι θαλάσσιες χελώνες χρησιμοποιούν μια μαγνητική οθόνη ως GPS πλοήγησης.
Έκθεση του ανθρώπου στη μαγνητική οθόνη
Η επίδραση του γεωμαγνητικού πεδίου σε ένα άτομο είναι θεμελιωδώς διαφορετική από οποιαδήποτε άλλη, είτε πρόκειται για ακτινοβολία είτε για επικίνδυνο ρεύμα, καθώς επηρεάζει εντελώς το ανθρώπινο σώμα.
Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι το γεωμαγνητικό πεδίο λειτουργεί στην εξαιρετικά χαμηλή περιοχή συχνοτήτων, με αποτέλεσμα να συναντά τους βασικούς φυσιολογικούς ρυθμούς: αναπνευστικό, καρδιακό και εγκέφαλο. Ένα άτομο μπορεί να μην αισθάνεται τίποτα, αλλά το σώμα εξακολουθεί να αντιδρά σε αυτό με λειτουργικές αλλαγές στο νευρικό, καρδιαγγειακό σύστημα και τη δραστηριότητα του εγκεφάλου. Για πολλά χρόνια, οι ψυχίατροι παρακολουθούν τη σχέση μεταξύ των ριπών έντασης του γεωμαγνητικού πεδίου και της επιδείνωσης των ψυχικών ασθενειών, που συχνά οδηγούν σε αυτοκτονία.
"Ευρετηρίαση" της γεωμαγνητικής δραστηριότητας
Οι διαταραχές του μαγνητικού πεδίου που σχετίζονται με αλλαγές στο σύστημα ρεύματος μαγνητοσφαίρας-ιονόσφαιρας ονομάζονται γεωμεγνητική δραστηριότητα (GA). Για να προσδιοριστεί το επίπεδό του, χρησιμοποιούνται δύο δείκτες - Α και Κ. Το τελευταίο δείχνει την τιμή του GA. Υπολογίζεται με βάση τις μετρήσεις μαγνητικής οθόνης που λαμβάνονται καθημερινά σε διαστήματα τριών ωρών, αρχίζοντας από 00:00 UTC (Coordinated Universal Time). Οι υψηλότεροι δείκτες μαγνητικής διαταραχής συγκρίνονται με τις τιμές του γεωμαγνητικού πεδίου μιας ήρεμης ημέρας για ένα συγκεκριμένο επιστημονικό ίδρυμα, ενώ λαμβάνονται υπόψη οι μέγιστες τιμές από τις παρατηρούμενες αποκλίσεις.
Με βάση τα ληφθέντα δεδομένα, υπολογίζεται ο δείκτης K. Λόγω του ότι είναι μια οιονεί λογαριθμική ποσότητα (δηλ. Αυξάνεται κατά μονάδα με αύξηση των διαταραχών κατά περίπου 2 φορές), δεν μπορεί να υπολογιστεί μέσος όρος για να ληφθεί μια μακροπρόθεσμη ιστορική εικόνα της κατάστασης του γεωμαγνητικού πεδίου του πλανήτη. Για αυτό, υπάρχει ένας δείκτης Α, ο οποίος είναι μια μέση ημερήσια τιμή. Καθορίζεται απλά - κάθε διάσταση του δείκτη K μετατρέπεται σε ισοδύναμο δείκτη. Οι τιμές του Κ που λαμβάνονται καθ 'όλη τη διάρκεια της ημέρας υπολογίζονται κατά μέσον όρο, χάρη στις οποίες είναι δυνατός ο προσδιορισμός του δείκτη Α, η τιμή του οποίου σε συνήθεις ημέρες δεν υπερβαίνει το κατώτατο όριο των 100, και κατά την περίοδο των σοβαρών μαγνητικών καταιγίδων μπορεί να υπερβαίνει τις 200.
Δεδομένου ότι οι διαταραχές του γεωμαγνητικού πεδίου σε διαφορετικά σημεία του πλανήτη δεν είναι οι ίδιες, οι τιμές του δείκτη Α από διαφορετικές επιστημονικές πηγές μπορεί να διαφέρουν σημαντικά. Προκειμένου να αποφευχθεί μια τέτοια εξέλιξη, οι δείκτες Α που λαμβάνονται από τα παρατηρητήρια μειώνονται στο μέσο όρο και εμφανίζεται ο παγκόσμιος δείκτης A r. Το ίδιο ισχύει και για τον δείκτη K p, ο οποίος είναι κλασματική τιμή στην περιοχή 0-9. Η τιμή του από το 0 έως το 1 υποδηλώνει ότι το γεωμαγνητικό πεδίο είναι φυσιολογικό, πράγμα που σημαίνει ότι διατηρούνται οι βέλτιστες συνθήκες διέλευσης στις περιοχές μικρού κύματος. Φυσικά, υπόκεινται σε αρκετά έντονη ροή ηλιακής ακτινοβολίας. Ένα γεωμαγνητικό πεδίο 2 σημείων χαρακτηρίζεται ως μια μέτρια μαγνητική διαταραχή, η οποία περιπλέκει ελαφρώς τη διέλευση δεκακυκλικών κυμάτων. Οι τιμές από 5 έως 7 δείχνουν την παρουσία γεωμαγνητικών καταιγίδων, οι οποίες παρεμποδίζουν σοβαρά την προαναφερθείσα περιοχή και σε περίπτωση ισχυρής καταιγίδας (8-9 βαθμοί), η διέλευση των βραχέων κυμάτων είναι αδύνατη.
| Ar | Για r | Περιγραφή |
| 0 | 0 | Ήρεμος |
| 2 | 1 | |
| 3 | ||
| 4 | ||
| 7 | 2 | Αρκετά αγανακτισμένος |
| 15 | 3 | |
| 27 | 4 | Εξόργισε |
| 48 | 5 | Μαγνητική καταιγίδα |
| 80 | 6 | |
| 132 | 7 | Μεγάλη μαγνητική καταιγίδα |
| 208 | 8 | |
| 400 | 9 |
Η επίδραση των μαγνητικών καταιγίδων στην ανθρώπινη υγεία
Οι αρνητικές επιπτώσεις των μαγνητικών καταιγίδων επηρεάζουν το 50-70% του παγκόσμιου πληθυσμού. Ταυτόχρονα, η έναρξη μιας αντίδρασης στρες σε μερικούς ανθρώπους παρατηρείται 1-2 ημέρες πριν από τη μαγνητική διαταραχή, όταν παρατηρούνται εστίες στον ήλιο. Για άλλους, στην κορυφή ή σε κάποιο χρονικό διάστημα μετά από υπερβολική γεωμαγνητική δραστηριότητα.
Οι εξαρτώμενοι από το μέτωπο άνθρωποι, καθώς και όσοι πάσχουν από χρόνιες ασθένειες, πρέπει να παρακολουθούν πληροφορίες για το γεωμαγνητικό πεδίο για μια εβδομάδα, ώστε με την πιθανή προσέγγιση των μαγνητικών καταιγίδων να αποκλείεται το σωματικό και συναισθηματικό άγχος, καθώς και οποιεσδήποτε ενέργειες και γεγονότα που μπορούν να οδηγήσουν σε άγχος.
