Jeomanyetik alan: özellikleri, yapısı, özellikleri ve araştırma tarihi

İçindekiler:

Jeomanyetik alan: özellikleri, yapısı, özellikleri ve araştırma tarihi
Jeomanyetik alan: özellikleri, yapısı, özellikleri ve araştırma tarihi

Video: Jeomanyetik alan: özellikleri, yapısı, özellikleri ve araştırma tarihi

Video: Jeomanyetik alan: özellikleri, yapısı, özellikleri ve araştırma tarihi
Video: 🌍Dünya'nın İç Yapısı-Jeolojik Zamanlar🔴39 Günde TYT Coğrafya Kampı-19🟡10.sınıf coğrafya Kampı-1📌2024 2024, Mart
Anonim

Jeomanyetik alan (GP), manyetosfer ve iyonosferin yanı sıra Dünya'nın içinde bulunan kaynaklar tarafından üretilir. Gezegeni ve üzerindeki yaşamı kozmik radyasyonun zararlı etkilerinden korur. Onun varlığı pusulayı tutan herkes tarafından gözlemlendi ve okun bir ucunun güneyi, diğerinin kuzeyi gösterdiğini gördü. Manyetosfer sayesinde fizikte büyük keşifler yapıldı ve şimdiye kadar varlığı deniz, su altı, havacılık ve uzay navigasyonu için kullanılıyor.

Genel özellikler

Gezegenimiz büyük bir mıknatıs. Kuzey kutbu, coğrafi kutbundan çok uzakta olmayan Dünya'nın "üst" kısmında bulunur ve güney kutbu, ilgili coğrafi kutbuna yakındır. Bu noktalardan, manyetosferi uygun şekilde oluşturan manyetik kuvvet çizgileri uzaya binlerce kilometre kadar uzanır.

jeomanyetik alan
jeomanyetik alan

Manyetik ve coğrafi kutuplar birbirinden oldukça uzakta. Manyetik kutuplar arasına net bir çizgi çizerseniz, dönme eksenine 11.3 ° eğim açısına sahip bir manyetik eksen elde edebilirsiniz. Bu değer sabit değildir ve bunun nedeni manyetik kutupların her yıl konumlarını değiştirerek gezegenin yüzeyine göre hareket etmesidir.

Jeomanyetik alanın doğası

Manyetik kalkan, Dünya'nın içinde çok iyi bir derinlikte bulunan dış sıvı çekirdekte doğan elektrik akımları (hareketli yükler) tarafından üretilir. Akışkan bir metaldir ve hareket eder. Bu işleme konveksiyon denir. Çekirdeğin hareketli maddesi akımlar ve bunun sonucunda manyetik alanlar oluşturur.

Manyetik kalkan, Dünya'yı kozmik radyasyondan güvenilir bir şekilde korur. Ana kaynağı güneş rüzgarıdır - güneş koronasından akan iyonize parçacıkların hareketi. Manyetosfer bu sürekli akışı saptırır, onu Dünya çevresinde yeniden yönlendirir, böylece sert radyasyon mavi gezegendeki tüm yaşam üzerinde zararlı bir etkiye sahip olmaz.

jeomanyetik alanın zayıflaması
jeomanyetik alanın zayıflaması

Dünya'nın jeomanyetik alanı olmasaydı, güneş rüzgarı onu atmosferden yoksun bırakırdı. Bir hipoteze göre, bu tam olarak Mars'ta olan şeydi. Güneş rüzgarı tek tehdit olmaktan uzaktır, çünkü Güneş ayrıca güçlü bir radyoaktif parçacık akışı eşliğinde koronal püskürmeler şeklinde büyük miktarlarda madde ve enerji salmaktadır. Bununla birlikte, bu durumlarda bile, Dünya'nın manyetik alanı, bu akımları yönlerden saptırarak onu korur.gezegenler.

Manyetik kalkan yaklaşık olarak her 250.000 yılda bir kutuplarını tersine çevirir. Kuzey manyetik kutbu kuzeyin yerini alır ve bunun tersi de geçerlidir. Bilim adamlarının bunun neden olduğuna dair net bir açıklaması yok.

Araştırma geçmişi

İnsanların karasal manyetizmanın şaşırtıcı özellikleriyle tanışması, medeniyetin şafağında gerçekleşti. Zaten antik çağda, manyetik demir cevheri, manyetit, insanlık tarafından biliniyordu. Bununla birlikte, doğal mıknatısların, gezegenin coğrafi kutuplarına göre uzayda eşit olarak yönlendirildiğini kim ve ne zaman ortaya çıkardığı bilinmemektedir. Bir versiyona göre, Çinliler 1100'de bu fenomene zaten aşinaydılar, ancak pratikte sadece iki yüzyıl sonra kullanmaya başladılar. Batı Avrupa'da manyetik pusula 1187'de navigasyonda kullanılmaya başlandı.

Yapı ve özellikler

jeomanyetik alanın doğası
jeomanyetik alanın doğası

Dünya'nın manyetik alanı şu bölümlere ayrılabilir:

  • Kaynakları gezegenin dış, iletken çekirdeğinde bulunan ana manyetik alan (%95);
  • Dünya'nın üst tabakasındaki iyi manyetik duyarlılığa sahip kayaların yarattığı anormal manyetik alan (%4) (en güçlülerinden biri Kursk manyetik anomalisidir);
  • güneş-karasal etkileşimlerle ilişkili harici manyetik alan (değişken olarak da adlandırılır, %1).

Düzenli jeomanyetik varyasyonlar

Hem iç hem de dış (gezegenin yüzeyine göre) kaynakların etkisi altında zamanla jeomanyetik alanda meydana gelen değişikliklere manyetik varyasyonlar denir. BunlarHP bileşenlerinin gözlem yerindeki ortalama değerden sapması ile karakterize edilir. Manyetik varyasyonlar zaman içinde sürekli bir yeniden yapılanmaya sahiptir ve genellikle bu tür değişiklikler periyodiktir.

jeomanyetik alan normu
jeomanyetik alan normu

Günlük olarak tekrarlanan düzenli varyasyonlar, MS yoğunluğundaki güneş ve ay-günlük değişikliklerle ilişkili manyetik alandaki değişikliklerdir. Varyasyonlar gün boyunca ve ay karşıtlığında zirve yapar.

Düzensiz jeomanyetik değişimler

Bu değişiklikler, güneş rüzgarının Dünya'nın manyetosferi üzerindeki etkisinin, manyetosferin kendi içindeki değişikliklerin ve iyonize üst atmosfer ile etkileşiminin bir sonucu olarak ortaya çıkar.

  • Yirmi yedi günlük varyasyonlar, her 27 günde bir, ana gök cisminin dünyevi gözlemciye göre dönüş periyoduna karşılık gelen, manyetik bozukluğun yeniden büyümesinin bir modeli olarak mevcuttur. Bu eğilim, ana yıldızımız üzerinde, birkaç dönüşü sırasında gözlemlenen uzun ömürlü aktif bölgelerin varlığından kaynaklanmaktadır. 27 günlük jeomanyetik bozulmalar ve manyetik fırtınalar şeklinde kendini gösterir.
  • On bir yıllık varyasyonlar, Güneş'in leke oluşturma faaliyetinin periyodikliği ile ilişkilidir. Güneş diski üzerinde karanlık alanların en fazla biriktiği yıllarda, manyetik aktivitenin de maksimuma ulaştığı, ancak jeomanyetik aktivitenin büyümesinin, ortalama olarak bir yıl boyunca güneş aktivitesinin büyümesinin gerisinde kaldığı bulundu.
  • Mevsimsel varyasyonların iki tepe noktası ve iki dip noktası vardır.ekinokslar ve gündönümü zamanları.
  • Laik, yukarıdakilerin aksine, - dış kaynaklı, gezegenin sıvı elektriksel olarak iletken çekirdeğindeki madde ve dalga işlemlerinin hareketi sonucu oluşur ve elektrikle ilgili ana bilgi kaynağıdır. alt manto ve çekirdeğin iletkenliği, maddenin konveksiyonuna yol açan fiziksel süreçler ve ayrıca Dünya'nın jeomanyetik alanının oluşum mekanizması hakkında. Bunlar en yavaş varyasyonlardır - birkaç yıldan bir yıla kadar değişen sürelerle.

Manyetik alanın yaşayan dünya üzerindeki etkisi

Manyetik kalkanın görülmemesine rağmen, gezegenin sakinleri bunu mükemmel bir şekilde hissediyor. Örneğin, göçmen kuşlar rotalarını ona odaklanarak oluştururlar. Bilim adamları bu fenomenle ilgili birkaç hipotez öne sürdüler. Bunlardan biri kuşların görsel olarak algıladığını öne sürüyor. Göçmen kuşların gözünde, jeomanyetik alanın etkisi altında konumlarını değiştirebilen özel proteinler (kriptokromlar) vardır. Bu hipotezin yazarları, kriptokromların bir pusula görevi görebileceğinden emindir. Ancak sadece kuşlar değil, deniz kaplumbağaları da manyetik ekranı GPS navigasyon cihazı olarak kullanıyor.

jeomanyetik alan 2 puan
jeomanyetik alan 2 puan

Manyetik ekranın insan üzerindeki etkisi

Jeomanyetik alanın bir insan üzerindeki etkisi, ister radyasyon isterse tehlikeli bir akım olsun, insan vücudunu tamamen etkilediği için diğerlerinden temelde farklıdır.

Bilim adamları, jeomanyetik alanın ultra düşük frekans aralığında çalıştığına ve bunun sonucunda anafizyolojik ritimler: solunum, kalp ve beyin. Bir kişi hiçbir şey hissetmeyebilir, ancak vücut buna sinir, kardiyovasküler sistemler ve beyin aktivitesinde fonksiyonel değişikliklerle tepki verir. Psikiyatristler, uzun yıllardır jeomanyetik alan şiddeti patlamaları ile akıl hastalıklarının alevlenmesi arasındaki ilişkiyi izliyorlar ve bu genellikle intihara yol açıyor.

"İndeksleme" jeomanyetik aktivite

Manyetosferik-iyonosferik akım sistemindeki değişikliklerle ilişkili manyetik alan bozukluklarına jeomanyetik aktivite (GA) denir. Seviyesini belirlemek için iki endeks kullanılır - A ve K. İkincisi GA'nın değerini gösterir. 00:00 UTC'den (Evrensel Zaman Koordineli) başlayarak her gün üç saatlik aralıklarla alınan manyetik kalkan ölçümlerinden hesaplanır. Manyetik bozukluğun en yüksek değerleri, belirli bir bilimsel kurum için sakin bir günün jeomanyetik alan değerleri ile karşılaştırılırken, gözlemlenen sapmaların maksimum değerleri dikkate alınır.

bir hafta boyunca jeomanyetik alan
bir hafta boyunca jeomanyetik alan

Elde edilen verilere göre K indeksi hesaplanır, yarı logaritmik bir değer olduğu için (yani, bozulmada yaklaşık 2 kat artışla bir artar), olamaz. gezegenin jeomanyetik alanlarının durumunun uzun vadeli bir tarihsel resmini elde etmek için ortalaması alınmalıdır. Bunu yapmak için günlük ortalama olan bir A indeksi vardır. Oldukça basit bir şekilde belirlenir - K indeksinin her boyutueşdeğer indeks. Gün boyunca elde edilen K değerlerinin ortalaması alınır, bu sayede normal günlerde değeri 100 eşiğini aşmayan A endeksini elde etmek mümkündür ve en ciddi manyetik fırtınalar sırasında 200'ü geçebilir..

Gezegenin farklı bölgelerindeki jeomanyetik alanın rahatsızlıkları farklı şekilde tezahür ettiğinden, farklı bilimsel kaynaklardan alınan A indeksinin değerleri önemli ölçüde farklılık gösterebilir. Böyle bir artıştan kaçınmak için, gözlemevleri tarafından elde edilen A indeksleri ortalamaya indirgenir ve global indeks Ap belirir. Aynısı 0-9 aralığında kesirli bir değer olan Kp dizini için de geçerlidir. 0'dan 1'e kadar olan değeri, jeomanyetik alanın normal olduğunu gösterir, bu da kısa dalga bantlarında geçiş için en uygun koşulların korunduğu anlamına gelir. Tabii ki, oldukça yoğun bir güneş radyasyonu akışına tabidir. 2 noktalı bir jeomanyetik alan, desimetre dalgalarının geçişini biraz zorlaştıran orta derecede bir manyetik rahatsızlık olarak karakterize edilir. 5'ten 7'ye kadar olan değerler, belirtilen aralıkta ciddi parazit oluşturan jeomanyetik fırtınaların varlığını ve güçlü bir fırtına (8-9 puan) ile kısa dalgaların geçişini imkansız hale getirdiğini gösterir.

Nokta cinsinden jeomanyetik alan etkinliği

Ar Kr Açıklama
0 0 Sakin
2 1
3
4
7 2 Zayıf öfkeli
15 3
27 4 Öfkeli
48 5 Manyetik fırtına
80 6
132 7 Büyük manyetik fırtına
208 8
400 9

Manyetik fırtınaların insan sağlığı üzerindeki etkisi

Dünya nüfusunun %50-70'i manyetik fırtınalardan etkilenir. Aynı zamanda, güneş patlamaları gözlemlendiğinde, manyetik bir bozulmadan 1-2 gün önce bazı insanlarda stres reaksiyonunun başladığı not edilir. Diğerleri için, en tepede veya aşırı jeomanyetik aktiviteden bir süre sonra.

insanlar üzerindeki jeomanyetik alan etkisi
insanlar üzerindeki jeomanyetik alan etkisi

Metodik bağımlısı kişilerin yanı sıra kronik hastalıklardan muzdarip olanlar, fiziksel ve duygusal stresin yanı sıra yol açabilecek herhangi bir eylem ve olayı dışlamak için jeomanyetik alan hakkındaki bilgileri bir hafta boyunca takip etmelidir. Manyetik fırtınalar yaklaşıyorsa strese girmek için.

Manyetik alan eksikliği sendromu

Tesislerdeki jeomanyetik alanın (hipojeomanyetik alan) zayıflaması, çeşitli binaların, duvar malzemelerinin ve ayrıca manyetize yapıların tasarım özelliklerinden kaynaklanmaktadır. Zayıflamış bir GP'li bir odada olduğunuzda, kan dolaşımı bozulur, dokulara ve organlara oksijen ve besin tedariki. Manyetik kalkanın zayıflaması ayrıca sinir, kardiyovasküler, endokrin, solunum, iskelet ve kas sistemlerini de etkiler.

Japon doktor Nakagawa "aradı"bu fenomene “insan manyetik alan eksikliği sendromu” denir. Önemi açısından, bu kavram vitamin ve mineral eksikliği ile rekabet edebilir.

Bu sendromun varlığını gösteren başlıca belirtiler şunlardır:

  • yorgunluk;
  • performans düşüşü;
  • uykusuzluk;
  • baş ağrısı ve eklem ağrısı;
  • hipo- ve hipertansiyon;
  • sindirim sistemindeki arızalar;
  • kardiyovasküler sistemdeki bozukluklar.

Önerilen: