Ziemskie pole magnetyczne
Ziemskie pole magnetyczne to pole magnetyczne, które otacza Ziemię. Czasami nazywane jest polem geomagnetycznym.
Ziemskie pole magnetyczne powstaje w wyniku ruchu obrotowego Ziemi i jej jądra. Chroni ono Ziemię przed szkodliwymi cząstkami znajdującymi się w przestrzeni kosmicznej. Pole to jest niestabilne i często zmieniało się w historii Ziemi. Gdy Ziemia się obraca, dwie części jądra poruszają się z różnymi prędkościami i uważa się, że to generuje pole magnetyczne wokół Ziemi, tak jakby miała ona w sobie duży magnes sztabkowy.
Pole magnetyczne tworzy bieguny magnetyczne, które znajdują się w pobliżu biegunów geograficznych. Kompas wykorzystuje pole geomagnetyczne do odnajdywania kierunków. Wiele zwierząt wędrownych również korzysta z tego pola podczas podróży na duże odległości każdej wiosny i jesieni. Bieguny magnetyczne zamieniają się miejscami podczas odwrócenia pola magnetycznego.
Charakterystyka
Ziemskie pole geomagnetyczne jest tworzone przez dwie rzeczy. Ruchy konwekcyjne w ciekłym, przewodzącym jądrze wewnątrz środka Ziemi są ważne dla wytwarzania pola magnetycznego. Kiedy ruchy konwekcyjne występują z prądami elektrycznymi wokół Ziemi, powstaje pole magnetyczne. Obrót Ziemi jest tym, co utrzymuje pole magnetyczne. Interakcja pomiędzy ruchami konwekcyjnymi i prądami elektrycznymi tworzy efekt dynamo.
Natężenie pola magnetycznego jest największe w pobliżu biegunów magnetycznych, gdzie jest ono pionowe. Natężenie pola jest najsłabsze w pobliżu równika, gdzie jest ono poziome. Natężenie pola magnetycznego mierzy się w gaussach.
Pole magnetyczne w ostatnich latach zmniejszyło swoją siłę. W ciągu ostatnich dwudziestu dwóch lat, pole zmniejszyło swoją siłę średnio o 1,7%. W niektórych obszarach pola, siła zmniejszyła się nawet o 10%. Szybki spadek siły pola jest znakiem, że pole magnetyczne może się odwrócić. Odwrócenie to może nastąpić w ciągu najbliższych kilku tysięcy lat. Wykazano, że przemieszczanie się biegunów magnetycznych jest związane z malejącym natężeniem pola magnetycznego.
Odwrócenie geomagnetyczne jest wtedy, gdy północny biegun magnetyczny i południowy biegun magnetyczny zamieniają się miejscami. Zdarzyło się to kilka razy w historii Ziemi. Odwrócenie magnetyczne następuje po tym, jak natężenie pola osiągnie zero. Kiedy natężenie pola zaczyna ponownie wzrastać, wzrasta ono w przeciwnym kierunku, powodując odwrócenie biegunów magnetycznych. Czas, w którym pole magnetyczne ulega odwróceniu jest nieznany, ale może trwać nawet do dziesięciu tysięcy lat. Odwrócenie biegunów magnetycznych Ziemi jest zapisane w skałach, zwłaszcza w bazalcie. Naukowcy uważają, że ostatnie odwrócenie geomagnetyczne miało miejsce 780 000 lat temu.
Magnetosfera
Magnetosfera jest tworzona przez pole magnetyczne. Jest to obszar wokół Ziemi, który działa jako osłona przed szkodliwymi cząstkami wiatru słonecznego. Magnetosfera ma wiele różnych warstw i struktur, a wiatr słoneczny kształtuje każdą z tych warstw. Interakcja wiatru słonecznego i magnetosfery powoduje również pojawianie się zorzy północnej i południowej. Magnetosfera jest bardzo ważna w ochronie Ziemi przed burzami słonecznymi, które zwiększają aktywność wiatru słonecznego. Burze słoneczne mogą powodować burze geomagnetyczne, które czasami mają poważny wpływ na Ziemię.
Obszary znajdujące się pomiędzy północnym i południowym biegunem magnetycznym to linie pola magnetycznego. Linie te opuszczają Ziemię z pionowego punktu południowego i ponownie wkraczają na nią przez pionowy punkt północny. Te dwa pionowe punkty nazywane są magnetycznymi biegunami dipowymi. Magnetyczne bieguny dipowe są powszechnie określane jako bieguny magnetyczne. Bieguny magnetyczne przecinają ziemię w dwóch punktach. Północny biegun magnetyczny przecina Ziemię na 78,3 N szerokości geograficznej i 100 W długości geograficznej. To umieszcza północny biegun magnetyczny w kole podbiegunowym. Południowy biegun magnetyczny przecina Ziemię na 78,3 S szerokości geograficznej i 142 E długości geograficznej. To umieszcza południowy biegun magnetyczny na Antarktydzie. Bieguny magnetyczne są również tam, gdzie pola magnetyczne są najsilniejsze.
Ten rysunek przedstawia magnetosferę blokującą wiatr słoneczny powodowany przez Słońce.
Ruch północnego bieguna magnetycznego. Oczekuje się, że przejdzie on w pobliżu północnego bieguna geograficznego i będzie kontynuował swoją drogę na Syberię.
Bieguny magnetyczne Ziemi
Podobnie jak inne pola magnetyczne, pole magnetyczne Ziemi posiada bieguny magnetyczne.
Północny biegun magnetyczny to punkt na powierzchni północnej półkuli Ziemi, w którym pole magnetyczne planety skierowane jest pionowo w dół. Jest tylko jedno miejsce, w którym to występuje, w pobliżu (ale różnie od) geograficznegopółnocnego.
Jego odpowiednikiem na półkuli południowej jest Południowy Biegun Magnetyczny. Ponieważ pole magnetyczne Ziemi nie jest dokładnie symetryczne, linia poprowadzona od jednego do drugiego bieguna nie przechodzi przez geometryczny środek Ziemi.
Północny biegun magnetyczny przesuwa się w czasie ze względu na zmiany magnetyczne w jądrze Ziemi. W 2001 roku znajdował się on w pobliżu Ellesmere Island w północnej Kanadzie na 81°18′N 110°48′W / 81.3°N 110.8°W / 81.3; -110.8 (Magnetyczny Biegun Północny 2001). Od 2015 roku uważa się, że biegun przesunął się na wschód poza kanadyjskie roszczenia terytorialne Arktyki do 86°18′N 160°00′W / 86.3°N 160.0°W / 86.3; -160.0 (Magnetyczny Biegun Północny 2012 est).
Północny i południowy biegun magnetyczny Ziemi są również znane jako Magnetic Dip Poles, odnosząc się do pionowego "dip" linii pola magnetycznego w tych punktach.
Zwierzęta wędrowne
Zwierzęta, które podejmują długie migracje mogą zależeć od pola magnetycznego dla przewodnika.
Niektóre zwierzęta wędrowne znają swoje położenie na podstawie intensywności pola. Znają czas z powodu rytmów okołodobowych, które wytwarza pole. Zwierzęta wędrowne rodzą się z mapą magnetyczną w głowie, która pozwala im bezpiecznie migrować na duże odległości. Ich zdolność do wyczuwania pola magnetycznego jest spowodowana cząsteczkami magnetycznymi. Inne zwierzęta mają kompas chemiczny oparty na mechanizmie par rodnikowych.
Pytania i odpowiedzi
P: Co to jest pole magnetyczne Ziemi?
O: Pole magnetyczne Ziemi to pole magnetyczne otaczające Ziemię, które czasami nazywane jest polem geomagnetycznym.
P: Co tworzy pole magnetyczne Ziemi?
O: Pole magnetyczne Ziemi powstaje w wyniku obrotu Ziemi i jądra Ziemi.
P: Jaka jest funkcja pola magnetycznego Ziemi?
O: Ziemskie pole magnetyczne chroni Ziemię przed szkodliwymi cząsteczkami w przestrzeni kosmicznej.
P: Jak stabilne jest pole magnetyczne Ziemi?
O: Pole magnetyczne Ziemi jest niestabilne i w historii Ziemi często się zmieniało.
P: Jak powstaje pole magnetyczne Ziemi?
O: Uważa się, że pole magnetyczne Ziemi jest wytwarzane przez różne prędkości dwóch części jądra podczas wirowania Ziemi, co powoduje powstanie pola magnetycznego, tak jakby w środku znajdował się duży magnes sztabkowy.
P: Co tworzą bieguny magnetyczne?
O: Bieguny magnetyczne tworzone przez pole magnetyczne Ziemi znajdują się w pobliżu biegunów geograficznych.
P: Jakie zastosowanie ma pole magnetyczne Ziemi?
O: Pole magnetyczne jest wykorzystywane przez kompasy do wyznaczania kierunków i przez wiele zwierząt wędrownych, które wiosną i jesienią pokonują duże odległości. Bieguny magnetyczne zamieniają się miejscami podczas odwrócenia pola magnetycznego.
