Магнитное поле земли

Санкт-Петербургская  академия управления и экономики

(Новосибирский  филиал) 
 
 
 
 
 
 
 

Реферат

По дисциплине «Концепции современного естествознания»

Тема: «Магнитное поле земли» 
 
 
 
 
 
 
 
 

Выполнила:Алхимова М.О.

Студентка группы СКС-21 
 
 
 
 

Новосибирск 2009

На небольшом  удалении от поверхности Земли, порядка  трёх её радиусов, магнитные силовые  линии имеют диполеподобное расположение. Эта область называется плазмосферой Земли.

По мере удаления от поверхности Земли усиливается  воздействие солнечного ветра: со стороны Солнца геомагнитное поле сжимается, а с противоположной, ночной стороны, оно вытягивается в длинный хвост.

Заметное влияние  на магнитное поле на поверхности  Земли оказывают токи в ионосфере. Эта область верхней атмосферы, простирающаяся от высот порядка 100 км и выше. Содержит большое количество ионов. Плазма удерживается магнитным полем Земли, но её состояние определяется взаимодействием магнитного поля Земли с солнечным ветром, чем и объясняется связь магнитных бурь на Земле с солнечными вспышками.

Точки Земли, в  которых напряжённость магнитного поля имеет вертикальное направление, называют магнитными полюсами. Таких точек на Земле две: северный магнитный полюс и южный магнитный полюс.

Прямая, проходящая через магнитные полюсы, называется магнитной осью Земли. Окружность большого круга в плоскости, которая перпендикулярна к магнитной оси, называется магнитным экватором. Напряжённость магнитного поля в точках магнитного экватора имеет приблизительно горизонтальное направление.

Средняя напряжённость поля на поверхности Земли составляет около 0,5 э (50 мкТл) и сильно зависит от географического положения.пряжённость магнитного поля на магнитном экваторе около 0,34 э (Эрстед), у магнитных полюсов около 0,66 э. В некоторых районах (в так называемых районах магнитных аномалий) напряжённость резко возрастает. В районе Курской магнитной аномалии она достигает 2 э.

Дипольный магнитный  момент Земли на 1995 год составлял 7,812·10²⁵ Гс·см³ (или 7,812·10²² А·м²), уменьшаясь в среднем за последние десятилетия на 0,004·10²⁵ Гс·см³ или на 1/4000 в год.

Распространена  аппроксимация магнитного поля Земли  в виде ряда по гармоникам — ряд Гаусса.

Для магнитного поля Земли характерны возмущения, называемые геомагнитными пульсациями вследствие возбуждения гидромагнитных волн в магнитосфере Земли; частотный диапазон пульсаций простирается от миллигерц до одного килогерца.

Смещение магнитных  полюсов регистрируется с 1885 г. За последние 100 лет магнитный полюс в южном полушарии переместился почти на 900 км и вышел в Индийский океан. Новейшие данные по состоянию арктического магнитного полюса (движущегося по направлению к Восточно-Сибирской мировой магнитной аномалии через Ледовитый океан) показали, что с 1973ной части Атлантического океана, — на 10 процентов. В некоторых местах напряжённость магнитного поля, вопреки общей тенденции, даже возросла.

Ускорение движения полюсов (в среднем на 3 км/год) и  движение их по коридорам инверсии магнитных полюсов (более 400 палеоинверсий позволили выявить эти коридоры), позволяет предположить, что в данном перемещении полюсов следует усматривать не экскурс, а очередную инверсию магнитного поля Земли.

Это подтверждается и текущим возрастанием угла раствора каспов (полярных щелей в магнитосфере на севере и юге), который к середине 90-ых годов достиг 45°. В расширившиеся щели устремился радиационный материал солнечного ветра, межпланетного пространства и космических лучей, вследствие чего в полярные области поступает большее количество вещества и энергии, что может привести к дополнительному разогреву полярных шапок.

В прошлом инверсии магнитных полюсов происходили многократно и жизнь сохранилась. Вопрос в том, какой ценой. Если, как утверждается в некоторых гипотезах, во время перестановки полюсов магнитосфера Земли на некоторое время исчезнет, то на Землю обрушится поток космических лучей, что представляет опасность для обитателей суши и тем большую, если исчезновение магнитосферы будет сопряжено с истощением озонового слоя. Обнадёживает тот факт, что во время инверсии магнитного поля Солнца, произошедшего в марте 2001 года, полного исчезновения солнечной магнитосферы зафиксировано не было. Полный цикл обращения магнитного поля Солнца составляет 22 года.

Если говорить о ряде предположений, на которых  основаны выводы о многократном смещении магнитного поля земли - то они весьма не надежны. В частности, когда говорят о палеомагнетизме, - имеют ввиду остаточную намагниченность горных пород, точнее содержащихся в ней магнетиков на момент остывания породы ниже точки Кюри с запоминаем направления магнитного поля земли в этот момент. Однако при этом не учитывается ряд существенных факторов, из которых важнейшим является дрейф континентов, в результате которого чисто механически изменяется и географическое положение горных пород, и их ориентация на стороны света. В какой момент дрейфа континента была сформирована (остыла и запомнила вектор магнитного поля земли) исследуемая порода - установить практически невозможно. Более того, недавнее катастрофическое землетрясение 2004 года в индийском океане показало, что континентальные плиты могут двигаться скачкообразно - на десятки метров за несколько секунд - в момент сброса напряженности, порождая мощнейшие землетрясения. Последнее говорит о том, что дрейф континентов - не прогнозируемый во времени процесс. Поэтому даже зная приблизительный возраст породы невозможно установить ее точную ориентацию на стороны света в момент ее остывания. Палеомагнетизм сравним с методом "пальцем в небо". Тем не менее дрейф магнитного поля - фактически наблюдается, а значит нет причин считать, что такого не происходило в прошлом. Другое дело - как, когда и сколько раз это происходило.

О способности  намагниченных предметов располагаться  в определённом направлении было известно ещё китайцам несколько  тысячелетий назад.

Впервые предположение  о наличии магнитного поля Земли, которое и вызывает такое поведение намагниченных предметов, высказал английский врач и натурфилософ Уильям Гильберт (англ. William Gilbert) в 1600 году в своей книге «De Magnete». Наблюдения английского астронома Генри Геллибранда (англ. Henry Gellibrand) показали, что геомагнитное поле не постоянно, а медленно изменяется.

У Хосе де Акосты (одного из Основателей Геофизики, по словам Гумбольта) в его Истории (1590) впервые появилась теория о четырёх линиях без магнитного склонения (он описал использование компаса, угол отклонения, различия между Магнитным и Северным полюсом; хотя отклонения были известны еще в XV веке, он описал колебание отклонений от одной точки до другой; он идентифицировал места с нулевым отклонением: например, на Азорских островах).

Карл Гаусс (нем. Carl Friedrich Gauß) выдвинул теорию о происхождении магнитного поля Земли и в 1839 году доказал, что основная его часть выходит из Земли, а причину небольших, коротких отклонений его значений необходимо искать во внешней среде.