Siden antikken har magnetisme vekket menneskers nysgjerrighet.. Kompasser, magneter og fenomener som nordlyset har vært gjenstander for studier i århundrer. Men bak alle disse elementene er det en usynlig og kraftig kraft som omgir planeten vår: Jordens magnetfelt.
Dette magnetfeltet er ikke bare nøkkelen for navigasjon eller for å forklare visse naturfenomener, men spiller en avgjørende rolle for å beskytte livet på jorden. I denne artikkelen vil vi utforske i detalj hva det er, hvordan det genereres, hva dets komponenter er, hvordan det måles, og hvorfor det er så viktig for planeten vår og de som bor på den.
Hva er jordens magnetfelt?
El Jordens magnetfeltOgså kjent som geomagnetisk felt, er et område rundt planeten der magnetiske krefter generert innenfra virker. Dette feltet ligner det som produseres av magneter, siden det har to poler: den magnetiske nordpolen y den magnetiske sørpolen. Disse magnetiske polene faller imidlertid ikke nøyaktig sammen med de geografiske polene og endrer faktisk sakte posisjon over tid.
Se for deg en enorm magnetisert kule som spinner i verdensrommet.. Dette er i store trekk jordens naturlige magnetfelt. Den vanligste analogien er en gigantisk magnet i sentrum av planeten, hvis innflytelse strekker seg tusenvis av kilometer ut i verdensrommet.
Hvor kommer dette magnetfeltet fra?
Den mest aksepterte forklaringen på opprinnelsen til jordens magnetfelt er den såkalte Dynamo teori. Denne teorien hevder at i Jordens ytre kjerne —et lag som hovedsakelig består av jern og nikkel i flytende tilstand, som ligger mellom 2900 og 5100 kilometer dypt — produseres konveksjonsbevegelser på grunn av intern varme som stiger opp fra den faste kjernen.
Disse bevegelsene, kombinert med rotasjon av planeten, forårsake generering av elektriske strømmer. Og det hender det En elektrisk strøm i bevegelse genererer et magnetfelt. Dermed forsterker syklusen seg selv, og produserer magnetfeltet som omgir jorden. For å lære mer om hvordan dette feltet er dannet, kan du besøke artikkelen om generasjonen av nordlys.
Dette fenomenet er kontinuerlig og dynamisk. Selv om intensiteten og retningen til feltet forblir relativt stabil, er det variasjoner på kort og lang sikt.
Komponenter av jordens magnetfelt
Jordens magnetfelt er beskrevet av vektor, siden det har retning og mening. Dette betyr at den har flere målbare egenskaper:
- Total kraft eller total intensitet (F): er størrelsen på magnetfeltet ved et gitt punkt.
- Kartesiske komponenter (X, Y, Z): representerer intensiteten i henholdsvis nord-sør, øst-vest og vertikal retning.
- Horisontal komponent (H): resulterer fra X- og Y-komponentene.
- Magnetisk deklinasjon (D): er vinkelen mellom det geografiske nord og det magnetiske nord.
- Tilt (I): vinkel mellom magnetfeltet og jordoverflaten; Den er vertikal ved polene og horisontal ved ekvator.
Måleenheten for magnetisk feltstyrke er Tesla (T), selv om denne enheten er veldig stor for disse målingene, så den nanotesla (nT). Ved ekvator når feltet ca 30.000 XNUMX nT, mens den ved polene kan nå 60.000 XNUMX nT. For å forstå hvordan disse variasjonene påvirker jorden, kan du konsultere konsekvensene av reverseringen av solens magnetfelt.
Hva er magnetosfæren?
Det magnetiske feltet strekker seg langt utenfor jordoverflaten og gir opphav til en region kjent som magnetósfæren. Dette området fungerer som en beskyttende vegg mot sol- og kosmisk stråling. Spesielt virker den mot ladede partikler som kommer fra sol-vind, og hindrer dem i å direkte påvirke jordens atmosfære.
Magnetosfæren har en asymmetrisk form, mer komprimert på den siden av jorden som vender mot solen og mye mer utvidet i motsatt retning. Når solpartikler samhandler med magnetfeltet, kan de forårsake spektakulære fenomener som f.eks. Nordlys og sørlys. For å lære mer om hvordan disse nordlysene dannes, anbefaler vi å besøke artikkelen om dannelsen av nordlys.
Nordlyset: Et magnetisk spektakulært
de berømte nordlys observert i polarområdene, er en direkte konsekvens av samspillet mellom sol-vind og jordas magnetfelt. Når disse høyenergetiske partiklene når magnetosfæren, blir de ført langs magnetfeltlinjene mot polene. Der kolliderer de med atomer i atmosfæren, og genererer lys i forskjellige farger på himmelen.
Disse lysene varierer i nyanser av grønt, rødt, fiolett eller blått og kan best observeres på steder som Norge, Canada eller det sørlige Argentina og Chile. Også, hvis du er interessert i å lære mer om et nylig show, kan du sjekke ut Den spektakulære nordlysstormen i Canada.
Historie om studiet av jordisk magnetisme
Magnetisme har vært gjenstand for studier i århundrer. Kineserne kjente allerede til magnetittens magnetiske egenskaper lenge før vår tidsregning. I middelalderen ble de første kompassene utviklet, som var avgjørende for å forbedre maritim navigasjon.
I 1600, den engelske vitenskapsmannen William Gilbert Han publiserte "De Magnete", hvor han foreslo at jorden oppførte seg som en enorm magnet. Dette arbeidet markerte fødselen til vitenskapen om magnetisme som sådan.
Senere, i 1838, den tyske matematikeren Carl Friedrich Gauss Han utviklet en detaljert teori om jordens magnetfelt, og demonstrerte at opprinnelsen lå innenfor planeten. For mer informasjon om hvordan studiet av magnetisme har endret seg, kan du lese om jordens magnetfelt.
Variasjoner av magnetfeltet
Jordens magnetfelt den er ikke statisk. Det er variasjoner begge deler daglig (ved direkte påvirkning av solen), som en langsiktig, kjent som sekulære variasjoner, som inkluderer polskift og endringer i intensitet.
Men en av de mest spennende særegenhetene er at fra tid til annen magnetfeltet investerer fullt ut. Det vil si at den magnetiske nordpolen blir sydpolen og omvendt. Are geomagnetiske reverseringer har blitt registrert i bergarter, spesielt i mineraler som magnetitt. Den siste kjente investeringen er den såkalte Brunhes-Matuyama arrangement, som skjedde for rundt 780.000 XNUMX år siden. For å lære mer om dette fenomenet, kan du besøke detaljer om magnetiske polvendinger.
Hvordan måles jordens magnetfelt?
I dag kan jordas magnetfelt måles ved hjelp av en rekke teknologier. De viktigste metodene er:
- Protonmagnetometre: De måler intensiteten til feltet gjennom oppførselen til protoner i et spesifikt materiale.
- Kjernemagnetisk resonans (NMR) magnetometre: De tilbyr svært presise avlesninger basert på resonansen til atomkjerner.
- Kunstige satellitter: som de av European Space Agency (ESA), som gjør globale observasjoner fra verdensrommet.
- Geofysiske observatorier: distribuert på forskjellige steder rundt om på planeten for å oppnå kontinuerlige målinger og oppdage anomalier.
Feltstyrkemålinger er avgjørende for å forstå dens oppførsel og hvordan den kan påvirke jorden. På denne måten kan du undersøke hvordan sola påvirker jordas magnetfelt, et tema du kan lese mer om på artikkelen om solens innvirkning på magnetfeltet.
Hvorfor er jordas magnetfelt så viktig?
Jordens magnetfelt er ikke bare en vitenskapelig kuriositet. Dens eksistens lar liv, slik vi kjenner det, utvikle seg på planeten. Hvordan gjør han det?
- Beskyttelse mot solstråling: forhindrer at atmosfæren blir erodert av solvinden, og bevarer forholdene som gjør at liv kan utvikle seg.
- Navigasjon: Den har blitt brukt i århundrer for å orientere skip og fly, og selv i dag spiller den en sekundær rolle i moderne navigasjonssystemer.
- Hjelp migrerende arterMange dyr, som fugler, skilpadder og hvaler, bruker magnetfeltet til å orientere seg under sine reiser.
- Geologisk forskningVed å studere paleomagnetisme kan vi forstå hvordan feltet har endret seg over millioner av år, noe som igjen gir ledetråder om oppførselen til jordens kjerne og planetens indre dynamikk.
Forholdet mellom magnetfeltet og livet på jorden er fascinerende. Faktisk har visse arter utviklet evnen til magnetoreception, det vil si evnen til å oppdage jordas magnetfelt for å orientere seg. Ulike arter, som f.eks trekkfugler, hvaler og skilpadder, bruker de den til å reise lange avstander og finne hekke- eller fôringsplasser. For å lære mer om dette fenomenet kan du lese om Interessante fakta om nordlyset.
Takket være jordens magnetfelt er jorden beskyttet mot solstråling som kan avslutte livet slik vi kjenner det.. Dens opprinnelse i dypet av planeten, dens innflytelse på navigasjon, dens forhold til naturfenomener som nordlys, og dens effekt på dyrenavigasjon er bare noen av grunnene til at det er et fascinerende og essensielt studieemne.
