1905 yilda Eynshteyn yer magnitlanishining sababini zamonaviy fizikaning beshta asosiy sirlaridan biri deb atadi.

Shuningdek, 1905 yilda frantsuz geofiziki Bernard Brunhes Cantalning janubiy departamentida pleystosen lava konlarining magnitlanishini o'lchashni amalga oshirdi. Ushbu jinslarning magnitlanish vektori sayyora vektori bilan deyarli 180 daraja edi magnit maydon(Uning hamyurti P. Devid ham bir yil oldin ham shunday natijalarga erishgan edi). Brunhes, chorak million yil oldin, lava to'kilishi paytida, geomagnit maydon chiziqlarining yo'nalishi zamonaviyga qarama-qarshi bo'lgan degan xulosaga keldi. Yer magnit maydonining inversiya (qutblanishning teskari) ta'siri ana shunday kashf etilgan. 1920-yillarning ikkinchi yarmida Brunxesning xulosalari P. L. Merkanton va Monotori Matuyama tomonidan tasdiqlangan, ammo bu g'oyalar faqat asrning o'rtalariga kelib e'tirof etilgan.

Biz endi bilamizki, geomagnit maydon kamida 3,5 milliard yil davomida mavjud bo'lib, bu vaqt ichida magnit qutblar minglab marta o'rin almashgan (Brunxes va Matuyama eng so'nggi teskari o'zgarishlarni o'rganishgan, hozirda u o'z nomlarini oladi). Ba'zan geomagnit maydon o'z yo'nalishini o'n millionlab yillar davomida, ba'zan esa besh yuz asrdan oshmaydi. Inversiya jarayonining o'zi odatda bir necha ming yil davom etadi va tugagandan so'ng, maydon kuchi, qoida tariqasida, avvalgi qiymatiga qaytmaydi, lekin bir necha foizga o'zgaradi.

Geomagnit inversiya mexanizmi bugungi kunga qadar to'liq tushunarli emas va hatto yuz yil oldin u umuman oqilona tushuntirishga imkon bermagan. Shuning uchun Brunhes va Devidning kashfiyotlari Eynshteynning baholashini kuchaytirdi - haqiqatan ham yer magnitlanishi juda sirli va tushunarsiz edi. Ammo o'sha vaqtga kelib, u uch yuz yildan ortiq vaqt davomida o'rganilgan va 19-asrda u Evropa fanining yulduzlari tomonidan o'rganilgan. buyuk sayohatchi Aleksandr fon Gumboldt, ajoyib matematik Karl Fridrix Gauss va ajoyib eksperimental fizik Vilgelm Veber. Shunday qilib, Eynshteyn haqiqatan ham ildizga qaradi.

Sizningcha, bizning sayyoramiz nechta magnit qutbga ega? Deyarli hamma ikkitasi Arktika va Antarktidada ekanligini aytadi. Aslida, javob qutb tushunchasining ta'rifiga bog'liq. Geografik qutblar kesishish nuqtalaridir yerning o'qi sayyora yuzasi bilan. Chunki Yer xuddi shunday aylanadi qattiq, faqat ikkita bunday nuqta bor va boshqa hech narsani o'ylab bo'lmaydi. Ammo magnit qutblar bilan vaziyat ancha murakkab. Misol uchun, qutbni magnit maydon chiziqlari perpendikulyar bo'lgan kichik maydon (ideal holda, yana nuqta) deb hisoblash mumkin. yer yuzasi. Biroq, har qanday magnitometr nafaqat sayyora magnit maydonini, balki mahalliy tog 'jinslari, ionosfera elektr oqimlari, quyosh shamoli zarralari va boshqa qo'shimcha magnitlanish manbalarini ham qayd etadi (va ularning o'rtacha ulushi unchalik kichik emas, bir necha foizga teng). . Qurilma qanchalik aniq bo'lsa, u buni shunchalik yaxshi bajaradi - va shuning uchun manbai er qa'rida joylashgan haqiqiy geomagnit maydonni (u asosiy deb ataladi) ajratishni tobora qiyinlashtiradi. Shuning uchun qutb koordinatalari yordamida aniqlanadi to'g'ridan-to'g'ri o'lchash, qisqa vaqt ichida ham barqaror emas.

Er usti magnitlanishining ma'lum modellari asosida siz boshqacha harakat qilishingiz va qutbning o'rnini belgilashingiz mumkin. Birinchi taxminga ko'ra, bizning sayyoramizni geosentrik magnit dipol deb hisoblash mumkin, uning o'qi uning markazidan o'tadi. Hozirgi vaqtda uning orasidagi burchak va yerning o'qi 10 daraja (bir necha o'n yillar oldin u 11 darajadan ko'proq edi). Aniqroq modellashtirish bilan ma'lum bo'lishicha, dipol o'qi Yerning markaziga nisbatan shimoli-g'arbiy qismga siljigan. tinch okeani taxminan 540 km (bu eksantrik dipol). Boshqa ta'riflar mavjud.

Lekin bu hammasi emas. Yerning magnit maydoni aslida dipol simmetriyaga ega emas va shuning uchun bir nechta qutblarga ega va juda katta raqam. Agar biz Yerni magnit to'rt kutupli, to'rt qutbli deb hisoblasak, yana ikkita qutbni - Malayziyada va janubiy qismida kiritishimiz kerak bo'ladi. Atlantika okeani. Oktupol modeli sakkiz qutbni va hokazolarni belgilaydi. Er magnitlanishining zamonaviy eng ilg'or modellari 168 ta qutb bilan ishlaydi. Shunisi e'tiborga loyiqki, inversiya paytida faqat geomagnit maydonning dipol komponenti vaqtincha yo'qoladi, qolganlari esa kamroq o'zgaradi.

Teskari ustunlar

Ko'p odamlar qutblarning umumiy qabul qilingan nomlari mutlaqo teskari ekanligini bilishadi. Arktikada magnit ignaning shimoliy uchi to'g'ri keladigan qutb mavjud va shuning uchun uni janubiy deb hisoblash kerak ( qutblar kabi qaytaring, qarama-qarshiliklar jalb qiladi!). Xuddi shunday, magnit shimoliy qutbi janubiy yarim sharning yuqori kengliklarida joylashgan. Biroq, an'anaviy ravishda biz qutblarni geografiyaga qarab nomlaymiz. Fiziklar uzoq vaqtdan beri kuch chiziqlari har qanday magnitning shimoliy qutbidan chiqib, janubga kirishi haqida kelishib oldilar. Bundan kelib chiqadiki, yer magnitlanishining chiziqlari janubiy geomagnit qutbdan chiqib, shimolga qarab tortiladi. Bu konventsiya va siz uni buzmasligingiz kerak (Panikovskiyning qayg'uli tajribasini eslash vaqti keldi!).

Magnit qutb, uni qanday belgilasangiz ham, bir joyda turmaydi. Shimoliy qutb Geotsentrik dipolning koordinatalari 2000 yilda 79,5 N va 71,6 Vt, 2010 yilda 80,0 N va 72,0 Vt bo'lgan. Haqiqiy Shimoliy qutb (fizik o'lchovlar orqali aniqlangan) 2000 yildan beri 81 dan 0 N va 109,7 Vt ga ko'chdi. va 127,1 Vt. Deyarli butun yigirmanchi asr davomida u yiliga 10 km dan oshmagan, ammo 1980 yildan keyin u to'satdan ancha tezroq harakatlana boshladi. 1990-yillarning boshlarida uning tezligi yiliga 15 km dan oshdi va o'sishda davom etmoqda.

Mashhur mexanikaga aytganidek sobiq menejer Kanada geologik tadqiqot xizmati Lorens Nyuittning geomagnit laboratoriyasi, haqiqiy qutb hozir shimoli-g'arbga ko'chib, yiliga 50 km harakat qilmoqda. Agar uning harakati vektori bir necha o'n yillar davomida o'zgarmasa, 21-asrning o'rtalariga kelib u Sibirda tugaydi. Xuddi shu Nyuitt tomonidan bir necha yil oldin amalga oshirilgan rekonstruksiyaga ko'ra, 17 va XVIII asrlar Magnit shimoliy qutb asosan janubi-sharqqa siljigan va faqat 1860 yilda shimoli-g'arbga burilgan. Haqiqiy janubiy magnit qutb so'nggi 300 yil davomida bir xil yo'nalishda harakat qilmoqda va uning o'rtacha yillik siljishi 10-15 km dan oshmaydi.

Yerning magnit maydoni qayerdan kelib chiqadi? Mumkin bo'lgan tushuntirishlardan biri shunchaki yorqin. Yerning ichki qattiq temir-nikel yadrosi bor, uning radiusi 1220 km. Ushbu metallar ferromagnit bo'lganligi sababli, nima uchun ichki yadro geomagnit maydonning mavjudligini ta'minlaydigan statik magnitlanishga ega deb o'ylamaslik kerak? Er magnitlanishining ko'p qutbliligi yadro ichidagi magnit domenlarning taqsimlanishining assimetriyasi bilan bog'liq bo'lishi mumkin. Qutbli migratsiya va geomagnit maydonning o'zgarishini tushuntirish qiyinroq, ammo biz sinab ko'rishimiz mumkin.

Biroq, bundan hech narsa kelmaydi. Barcha ferromagnitlar ferromagnit bo'lib qoladi (ya'ni ular o'z-o'zidan magnitlanishni saqlaydi) faqat ma'lum bir harorat - Kyuri nuqtasi ostida. Temir uchun u 768 ° S (nikel uchun u ancha past) va Yerning ichki yadrosining harorati 5000 darajadan sezilarli darajada oshadi. Shuning uchun biz statik geomagnetizm gipotezasiga qo'shilishimiz kerak. Biroq, koinotda ferromagnit yadroli sovutilgan sayyoralar bo'lishi mumkin.

Keling, boshqa imkoniyatni ko'rib chiqaylik. Sayyoramizning qalinligi taxminan 2300 km bo'lgan suyuq tashqi yadro ham mavjud. U engilroq elementlar (oltingugurt, uglerod, kislorod va, ehtimol, radioaktiv kaliy - hech kim aniq bilmaydi) aralashmasi bilan temir va nikel eritmasidan iborat. Tashqi yadroning pastki qismining harorati ichki yadro haroratiga deyarli to'g'ri keladi va mantiya bilan chegaradagi yuqori zonada u 4400 ° S gacha tushadi. Shu sababli, Yerning aylanishi tufayli u erda aylana oqimlari paydo bo'ladi, deb taxmin qilish tabiiydir, bu esa yer magnitlanishining paydo bo'lishiga sabab bo'lishi mumkin.

Konvektiv dinamo

“Poloid maydonining ko'rinishini tushuntirish uchun yadroviy moddalarning vertikal oqimlarini hisobga olish kerak. Ular konvektsiya tufayli hosil bo'ladi: qizdirilgan temir-nikel eritmasi yadroning pastki qismidan mantiya tomon suzadi. Bu samolyotlar siklonlarning havo oqimlari kabi Koriolis kuchi bilan buriladi. Kaliforniya universiteti professori Gari Glatzmeyer tushuntiradi Shimoliy yarimsharda yuqori oqimlar soat yoʻnalishi boʻyicha, janubiy yarimsharda esa soat miliga teskari yoʻnalishda aylanadi. - Mantiyaga yaqinlashganda, yadro moddasi soviydi va ichkariga qaytib keta boshlaydi. Ko'tarilgan va tushuvchi oqimlarning magnit maydonlari bir-birini bekor qiladi va shuning uchun maydon vertikal ravishda o'rnatilmaydi. Ammo konveksiya jetining yuqori qismida, u pastadir hosil qiladi va qisqa vaqt davomida gorizontal harakat qiladi, vaziyat boshqacha. Shimoliy yarim sharda konvektiv ko'tarilishdan oldin g'arbga qaragan maydon chiziqlari soat yo'nalishi bo'yicha 90 gradusga aylanadi va shimolga yo'naltirilgan. Janubiy yarimsharda ular sharqdan soat miliga teskari burilib, shimolga ham boradilar. Natijada ikkala yarim sharda janubdan shimolga ishora qiluvchi magnit maydon hosil bo'ladi. Garchi bu poloidal maydonning paydo bo'lishining yagona mumkin bo'lgan izohi bo'lmasa ham, u eng ehtimolli hisoblanadi.

Aynan shu sxemani geofiziklar 80 yil oldin muhokama qilgan. Ular tashqi yadroning o'tkazuvchi suyuqligining oqimlari o'zlarining kinetik energiyasi tufayli yer o'qini qoplaydigan elektr toklarini hosil qiladi, deb ishonishgan. Ushbu oqimlar asosan dipol tipdagi magnit maydon hosil qiladi, uning maydon chiziqlari Yer yuzasida meridianlar bo'ylab cho'zilgan (bunday maydon poloidal deb ataladi). Bu mexanizm dinamoning ishlashi bilan bog'liqlikni keltirib chiqaradi, shuning uchun uning nomi.

Ta'riflangan sxema chiroyli va ingl., lekin, afsuski, noto'g'ri. U tashqi yadrodagi materiyaning harakati yer o‘qiga nisbatan simmetrik bo‘ladi, degan farazga asoslanadi. Biroq, 1933 yilda ingliz matematigi Tomas Kouling teoremani isbotladi, unga ko'ra hech qanday aksimetrik oqim uzoq muddatli geomagnit maydon mavjudligini ta'minlay olmaydi. Agar paydo bo'lsa ham, uning yoshi qisqa umr ko'radi, sayyoramizning yoshidan o'n minglab marta kamroq. Bizga murakkabroq model kerak.

"Biz Yer magnitlanishi qachon paydo bo'lganini aniq bilmaymiz, ammo bu mantiya va tashqi yadro hosil bo'lganidan keyin tez orada sodir bo'lishi mumkin edi", deydi Devid Stivenson, sayyora magnitlanishi bo'yicha yetakchi ekspertlardan biri, Kaliforniya texnologiya instituti professori. . - Geodinamoni yoqish uchun kuchli emas, balki tashqi urug'lik maydoni talab qilinadi. Bu rolni, masalan, Quyoshning magnit maydoni yoki termoelektrik ta'sir tufayli yadroda hosil bo'ladigan oqim maydonlari egallashi mumkin. Oxir oqibat, bu juda muhim emas, magnitlanish manbalari etarli edi. Bunday maydon va o'tkazuvchi suyuqlik oqimlarining dumaloq harakati mavjud bo'lganda, sayyora ichidagi dinamoning ishga tushirilishi muqarrar bo'lib qoldi.

Magnit himoya

Yer magnitlanishi 1830-yillarda yaratilishi boshlangan geomagnit observatoriyalarning keng tarmog'i yordamida nazorat qilinadi.

Xuddi shu maqsadlar uchun kema, aviatsiya va kosmik asboblar qo'llaniladi (masalan, 1999 yildan beri ishlaydigan Daniya Ørsted sun'iy yo'ldoshining skaler va vektor magnitometrlari).

Geomagnit maydon kuchlari Braziliya qirg'oqlari yaqinida taxminan 20 000 nanotesladan janubiy magnit qutb yaqinida 65 000 nanoteslagacha o'zgarib turadi. 1800 yildan beri uning dipol komponenti deyarli 13% ga kamaydi (va shundan beri 16-asr oʻrtalari asrda - 20% ga, to'rt qutb esa biroz oshdi. Paleomagnit tadqiqotlar shuni ko'rsatadiki, bizning eramiz boshlanishidan bir necha ming yil oldin geomagnit maydonning intensivligi o'jarlik bilan ko'tarilib, keyin esa pasayishni boshladi. Shunga qaramay, hozirgi sayyora dipol momenti uning so'nggi bir yuz ellik million yildagi o'rtacha qiymatidan sezilarli darajada yuqori (2010 yilda paleomagnit o'lchovlari natijalari e'lon qilingan edi, bu 3,5 milliard yil oldin Yerning magnit maydonining ikki baravar kuchli ekanligini ko'rsatdi. Bugun). Bu shuni anglatadiki, insoniyat jamiyatlarining birinchi davlatlarning paydo bo'lishidan boshlab bizning davrimizga qadar butun tarixi Yer magnit maydonining mahalliy maksimal darajasiga to'g'ri kelgan. Bu tsivilizatsiya taraqqiyotiga ta'sir qilganmi yoki yo'qmi, deb o'ylash qiziq. Agar magnit maydon biosferani kosmik nurlanishdan himoya qiladi, deb hisoblasak, bu taxmin fantastik ko'rinishni to'xtatadi.

Va yana bir holatni e'tiborga olish kerak. Sayyoramizning yoshligida va hatto o'smirlik davrida uning yadrosidagi barcha moddalar suyuq fazada edi. Qattiq ichki yadro nisbatan yaqinda, ehtimol atigi bir milliard yil oldin shakllangan. Bu sodir bo'lganda, konveksiya oqimlari yanada tartibli bo'lib, bu geodinamoning yanada barqaror ishlashiga olib keldi. Shu sababli geomagnit maydon kattalik va barqarorlikka erishdi. Bu holat tirik organizmlar evolyutsiyasiga foydali ta'sir ko'rsatdi deb taxmin qilish mumkin. Xususan, geomagnetizmning kuchayishi biosferani kosmik nurlanishdan himoya qilishni yaxshiladi va shu bilan hayotning okeandan quruqlikka chiqishini osonlashtirdi.

Mana bunday ishga tushirish uchun umumiy qabul qilingan tushuntirish. Oddiylik uchun, urug' maydoni Yerning aylanish o'qiga deyarli parallel bo'lsin (aslida, bu yo'nalishda nolga teng bo'lmagan komponentga ega bo'lsa, bu etarli, bu deyarli muqarrar). Chuqurlik pasayishi bilan tashqi yadro materialining aylanish tezligi pasayadi va uning yuqori elektr o'tkazuvchanligi tufayli magnit maydon chiziqlari u bilan birga harakatlanadi - fiziklar aytganidek, maydon muhitga "muzlatilgan". Shunday qilib, urug'lik maydonining kuch chiziqlari kattaroq chuqurlikda oldinga siljiydi va sayozroqda orqada qoladi. Oxir-oqibat, ular shunchalik cho'ziladi va deformatsiyalanadiki, ular toroidal maydonni, Yerning o'qi bo'ylab va shimoliy va janubiy yarimsharda qarama-qarshi yo'nalishni yo'naltiruvchi dumaloq magnit halqalarni keltirib chiqaradi. Bu mexanizm w-effekt deb ataladi.

Professor Stivensonning so'zlariga ko'ra, tashqi yadroning toroidal maydoni poloidal urug' maydoni tufayli paydo bo'lganini va o'z navbatida er yuzasida kuzatilgan yangi poloid maydonini keltirib chiqarganligini tushunish juda muhimdir: “Sayyora geodinamosining ikkala turi ham. maydonlar bir-biriga bog'langan va bir-birisiz mavjud bo'lolmaydi."

15 yil oldin Gari Glatzmeyer Pol Roberts bilan birgalikda geomagnit maydonning juda chiroyli kompyuter modelini nashr etdi: “Aslida, geomagnetizmni tushuntirish uchun uzoq vaqtdan beri etarli matematik apparat - magnit gidrodinamika tenglamalari va kuchni tavsiflovchi tenglamalar mavjud edi. tortishish kuchi va issiqlik oqimlari yer yadrosi ichida. Ushbu tenglamalarga asoslangan modellar o'zlarining dastlabki ko'rinishida juda murakkab, ammo ularni kompyuterda hisoblash uchun soddalashtirish va moslashtirish mumkin. Roberts va men aynan shunday qildik. Superkompyuterda ishlash tashqi yadrodagi materiya oqimi tezligi, harorati va bosimining uzoq muddatli evolyutsiyasi va magnit maydonlarining u bilan bog'liq evolyutsiyasining o'z-o'zidan izchil tavsifini yaratishga imkon berdi. Agar biz o'nlab va yuz minglab yillar oralig'idagi vaqt oralig'ida simulyatsiya o'ynasak, geomagnit maydonning inversiyasi muqarrar ekanligini aniqladik. Shu nuqtai nazardan, bizning modelimiz sayyoramizning magnit tarixini etkazishda yaxshi ish qiladi. Biroq, hali hal etilmagan bir qiyinchilik bor. Bunday modellarga kiritilgan tashqi yadro materialining parametrlari hali ham real sharoitlardan juda uzoqdir. Misol uchun, biz uning yopishqoqligi juda yuqori ekanligini qabul qilishimiz kerak edi, aks holda eng kuchli superkompyuterlarning resurslari etarli bo'lmaydi. Aslida, bunday emas, bu suvning yopishqoqligiga deyarli to'g'ri keladi, deb ishonish uchun barcha asoslar mavjud. Bizning hozirgi modellarimiz turbulentlikni hisobga olishga ojiz, bu shubhasiz sodir bo'ladi. Ammo kompyuterlar yildan-yilga kuchayib bormoqda va o‘n yildan so‘ng yanada real simulyatsiyalar paydo bo‘ladi”.

"Godinamoning ishlashi muqarrar ravishda temir-nikel eritmasi oqimidagi xaotik o'zgarishlar bilan bog'liq, bu esa magnit maydonlardagi tebranishlarga olib keladi", deya qo'shimcha qiladi professor Stivenson. - Er magnitlanishining inversiyalari shunchaki mumkin bo'lgan eng kuchli tebranishlardir. Ular tabiatan stokastik bo'lganligi sababli, ularni oldindan bashorat qilish qiyin - hech bo'lmaganda biz buni qanday qilishni bilmaymiz.

IN oxirgi kunlar ilmiy axborot saytlarida paydo bo'ldi katta miqdorda Yerning magnit maydoni haqidagi yangiliklar. Masalan, bu yangiliklar Yaqinda u sezilarli darajada o'zgaradi yoki magnit maydon kislorodning oqib chiqishiga yordam beradi yer atmosferasi va hatto yaylovdagi sigirlar magnit maydon chiziqlari bo'ylab yo'naltirilganligi haqida. Magnit maydon nima va bu yangiliklar qanchalik muhim?

Yerning magnit maydoni - bu bizning sayyoramiz atrofidagi maydon magnit kuchlar. Magnit maydonning kelib chiqishi masalasi hali to'liq hal qilinmagan. Biroq, aksariyat tadqiqotchilar Yerning magnit maydonining mavjudligi hech bo'lmaganda qisman uning yadrosi bilan bog'liq degan fikrga qo'shiladilar. Yerning yadrosi qattiq ichki va suyuq tashqi qismdan iborat. Yerning aylanishi suyuq yadroda doimiy oqimlarni hosil qiladi. O'quvchi fizika darslaridan eslaganidek, harakat elektr zaryadlari ularning atrofida magnit maydon paydo bo'lishiga olib keladi.

Maydonning tabiatini tushuntiruvchi eng keng tarqalgan nazariyalardan biri, dinamo effekti nazariyasi, yadrodagi o'tkazuvchi suyuqlikning konvektiv yoki turbulent harakatlari maydonni o'z-o'zidan qo'zg'atishga va statsionar holatda saqlashga yordam beradi deb taxmin qiladi.

Yerni magnit dipol deb hisoblash mumkin. Uning janubiy qutbi geografik Shimoliy qutbda, shimoliy qutbi esa janubiy qutbda joylashgan. Aslida, Yerning geografik va magnit qutblari nafaqat "yo'nalish" bo'yicha mos kelmaydi. Magnit maydon o'qi Yerning aylanish o'qiga nisbatan 11,6 gradusga egilgan. Farqi unchalik katta bo'lmagani uchun biz kompasdan foydalanishimiz mumkin. Uning o'qi aniq Yerning Janubiy magnit qutbiga va deyarli Shimoliy geografik qutbga ishora qiladi. Agar kompas 720 ming yil oldin ixtiro qilinganida edi, u ham geografik, ham magnit shimoliy qutblarga ishora qilgan bo'lardi. Ammo quyida bu haqda ko'proq.

Magnit maydon Yer aholisini va sun'iy yo'ldoshlarni kosmik zarralarning zararli ta'siridan himoya qiladi. Bunday zarralarga, masalan, ionlangan (zaryadlangan) quyosh shamoli zarralari kiradi. Magnit maydon ularning harakat traektoriyasini o'zgartiradi, zarralarni maydon chiziqlari bo'ylab yo'naltiradi. Hayotning mavjudligi uchun magnit maydonga bo'lgan ehtiyoj potentsial yashash mumkin bo'lgan sayyoralar doirasini toraytiradi (agar biz farazdan kelib chiqadigan bo'lsak). mumkin bo'lgan shakllar hayot er yuzidagilarga o'xshaydi).

Olimlar ba'zi quruqlikdagi sayyoralarning metall yadroga ega emasligini va shunga mos ravishda magnit maydonga ega emasligini istisno qilmaydi. Shu paytgacha Yer kabi qattiq toshdan yasalgan sayyoralar uchta asosiy qatlamdan iborat deb hisoblangan: qattiq qobiq, yopishqoq mantiya va qattiq yoki erigan temir yadro. Yaqinda chop etilgan maqolada Massachusets texnologiya instituti olimlari yadrosiz “toshli” sayyoralarni shakllantirishni taklif qilishdi. Agar tadqiqotchilarning nazariy hisob-kitoblari kuzatuvlar bilan tasdiqlansa, u holda koinotda gumanoidlar yoki hech bo'lmaganda biologiya darsligidagi rasmlarga o'xshash narsalarni uchratish ehtimolini hisoblash uchun ularni qayta yozish kerak bo'ladi.

Yerlilar magnit himoyasini ham yo'qotishi mumkin. To'g'ri, geofiziklar bu qachon sodir bo'lishini hozircha ayta olmaydi. Gap shundaki, Yerning magnit qutblari doimiy emas. Vaqti-vaqti bilan ular joylarni o'zgartiradilar. Yaqinda tadqiqotchilar Yer qutblarning burilishini "eslab qolishini" aniqladilar. Bunday "xotiralar" tahlili shuni ko'rsatdiki, so'nggi 160 million yil ichida magnit shimol va janub o'rnini taxminan 100 marta o'zgartirgan. Bu hodisa oxirgi marta taxminan 720 ming yil oldin sodir bo'lgan.

Qutblarning o'zgarishi magnit maydon konfiguratsiyasining o'zgarishi bilan birga keladi. Vaqtida " o'tish davri"Yerga tirik organizmlar uchun xavfli bo'lgan sezilarli darajada ko'proq kosmik zarralar kirib boradi. Dinozavrlarning yo'q bo'lib ketishini tushuntiruvchi farazlardan birida aytilishicha, ulkan sudralib yuruvchilar qutbning navbatdagi o'zgarishi paytida aniq yo'q bo'lib ketgan.

Qutblarni o'zgartirish bo'yicha rejalashtirilgan tadbirlarning "izlari" dan tashqari, tadqiqotchilar Yerning magnit maydonida xavfli siljishlarni payqashdi. Bir necha yillar davomida uning ahvoli haqidagi ma'lumotlar tahlili shuni ko'rsatdiki, so'nggi oylarda u bilan voqealar sodir bo'la boshladi. Olimlar uzoq vaqt davomida dalaning bunday keskin "harakatlarini" qayd etmaganlar. Tadqiqotchilarni tashvishga soladigan hudud Atlantika okeanining janubida joylashgan. Ushbu sohadagi magnit maydonning "qalinligi" "normal" ning uchdan biridan oshmaydi. Tadqiqotchilar uzoq vaqtdan beri Yerning magnit maydonidagi bu "teshik" ni payqashgan. 150 yil davomida to'plangan ma'lumotlar shuni ko'rsatadiki, bu erdagi maydon bu davrda o'n foizga zaiflashgan.

Yoniq bu daqiqa Bu insoniyatga qanday tahdid solayotganini aytish qiyin. Maydon kuchini zaiflashtirish oqibatlaridan biri er atmosferasidagi kislorod miqdorining oshishi (arzimas bo'lsa ham) bo'lishi mumkin. Yerning magnit maydoni va bu gaz o‘rtasidagi aloqa Yevropa kosmik agentligi loyihasi bo‘lgan “Cluster” sun’iy yo‘ldosh tizimi yordamida o‘rnatildi. Olimlar magnit maydon kislorod ionlarini tezlashtirishini va ularni koinotga "tashlashini" aniqladilar.

Magnit maydon ko'rinmasligiga qaramay, Yer aholisi buni yaxshi his qilishadi. Masalan, ko'chib yuruvchi qushlar o'z yo'lini topib, unga e'tibor berishadi. Ularning maydonni qanday his qilishini tushuntiruvchi bir qancha farazlar mavjud. Eng so'nggi ma'lumotlardan biri qushlar magnit maydonni idrok etishini ko'rsatadi. Maxsus oqsillar - kriptoxromlar - ko'chib yuruvchi qushlarning ko'zida magnit maydon ta'sirida o'z pozitsiyasini o'zgartirishga qodir. Nazariya mualliflari kriptoxromlar kompas vazifasini bajarishi mumkinligiga ishonishadi.

Qushlardan tashqari dengiz toshbaqalari GPS o‘rniga Yerning magnit maydonidan foydalanadi. Google Earth loyihasi doirasida taqdim etilgan sun'iy yo'ldosh fotosuratlari tahlili shuni ko'rsatdiki, sigirlar. Dunyoning 308 ta hududidagi 8510 ta sigirning fotosuratlarini o'rganib chiqqandan so'ng, olimlar bu hayvonlarning afzalligi (yoki janubdan shimolga) degan xulosaga kelishdi. Bundan tashqari, sigirlar uchun "mos yozuvlar nuqtalari" geografik emas, balki Yerning magnit qutblari. Sigirlarning magnit maydonni idrok etish mexanizmi va unga bu o'ziga xos reaktsiyaning sabablari noaniq bo'lib qolmoqda.

Ro'yxatdagi ajoyib xususiyatlardan tashqari, magnit maydon ham hissa qo'shadi. Natijada ular paydo bo'ladi keskin o'zgarishlar dalaning chekka hududlarida joylashgan dalalar.

Magnit maydon "fitna nazariyalari" dan biri - oyning yolg'on nazariyasi tarafdorlari tomonidan e'tibordan chetda qolmadi. Yuqorida aytib o'tilganidek, magnit maydon bizni kosmik zarralardan himoya qiladi. "To'plangan" zarralar maydonning ma'lum qismlarida - Van Alen radiatsiya kamarlari deb ataladigan joylarda to'planadi. Oyga qo'nish haqiqatiga ishonmaydigan skeptiklar, astronavtlar radiatsiya kamarlari orqali parvoz qilish paytida halokatli nurlanish dozasini olgan bo'lishlariga ishonishadi.

Yerning magnit maydoni - bu fizika qonunlarining ajoyib natijasi, himoya qalqoni, diqqatga sazovor joy va auroralarning yaratuvchisi. Agar u bo'lmaganida, Yerdagi hayot butunlay boshqacha ko'rinishga ega bo'lishi mumkin edi. Umuman olganda, agar magnit maydon bo'lmasa, uni ixtiro qilish kerak edi.

Ko'pchilik sayyoralar quyosh sistemasi turli darajadagi magnit maydonlarga ega.
Yer magnit maydonining kelib chiqishi va tabiatini o‘rganuvchi geofizikaning maxsus bo‘limi geomagnetizm deb ataladi. Geomagnitizm geomagnit maydonning asosiy, doimiy komponentining paydo bo'lishi va evolyutsiyasi, o'zgaruvchan komponentning tabiati (asosiy maydonning taxminan 1%), shuningdek magnitosferaning tuzilishi - eng yuqori magnitlangan plazma qatlamlarini ko'rib chiqadi. Yer atmosferasining quyosh shamoli bilan o'zaro ta'siri va Yerni kosmik nurlanishdan himoya qiladi. Muhim vazifa geomagnit maydondagi o'zgarishlarning qonuniyatlarini o'rganishdir, chunki ular birinchi navbatda quyosh faolligi bilan bog'liq tashqi ta'sirlardan kelib chiqadi.

Bu hayratlanarli bo'lishi mumkin, ammo bugungi kunda sayyoralarning magnit maydonining paydo bo'lish mexanizmi bo'yicha yagona nuqtai nazar yo'q, garchi o'tkazuvchan suyuqlik tashqi yadro mavjudligini tan olishga asoslangan magnit gidrodinamo gipotezasi deyarli universaldir. qabul qilingan. Issiqlik konvektsiyasi, ya'ni moddalarni aralashtirish tashqi yadro, halqali elektr toklarining shakllanishiga yordam beradi. Suyuq yadroning yuqori qismida materiyaning harakat tezligi biroz pastroq bo'ladi va pastki qatlamlarda - birinchi holatda mantiyaga nisbatan kattaroq va qattiq yadro- ikkinchisida. Bunday sekin oqimlar halqa shaklidagi (toroidal) elektr maydonlarining shakllanishiga olib keladi, shakli yopiq, yadrodan tashqariga chiqmaydi. Toroidal elektr maydonlarining konvektiv oqimlar bilan o'zaro ta'siri tufayli tashqi yadroda dipol tabiatning umumiy magnit maydoni paydo bo'ladi, uning o'qi taxminan Yerning aylanish o'qiga to'g'ri keladi. Bunday jarayonni "boshlash" uchun boshlang'ich, hech bo'lmaganda juda zaif, magnit maydon talab qilinadi, bu aylanadigan jismni aylanish o'qi yo'nalishi bo'yicha magnitlanganda giromagnit ta'sir bilan yaratilishi mumkin.

Quyosh shamoli ham muhim rol o'ynaydi - Quyoshdan keladigan zaryadlangan zarralar, asosan proton va elektronlar oqimi. Yer uchun quyosh shamoli doimiy yo'nalishda zaryadlangan zarralar oqimidir va bu elektr tokidan boshqa narsa emas.

Oqim yo'nalishining ta'rifiga ko'ra, u manfiy zaryadlangan zarrachalarning (elektronlarning) harakatiga teskari yo'nalishda yo'naltiriladi, ya'ni. Yerdan Quyoshgacha. Quyosh shamolini hosil qiluvchi, massa va zaryadga ega bo'lgan zarralar atmosferaning yuqori qatlamlari tomonidan Yerning aylanish yo'nalishi bo'yicha olib ketiladi. 1958 yilda Yerning radiatsiya kamari topildi. Bu koinotdagi ulkan zona bo'lib, ekvatorda Yerni qoplaydi. Radiatsiya kamarida asosiy zaryad tashuvchilar elektronlardir. Ularning zichligi boshqa zaryad tashuvchilarning zichligiga qaraganda 2-3 marta kattaroqdir. Shunday qilib, quyosh shamoli zarralarining yo'naltirilgan dumaloq harakatidan kelib chiqqan elektr toki mavjud bo'lib, Yerning aylanma harakati bilan olib ketilib, elektromagnit "vorteks" maydonini hosil qiladi.

Shuni ta'kidlash kerakki, quyosh shamoli oqimidan kelib chiqadigan magnit oqimi uning ichida Yer bilan birga aylanayotgan issiq lava oqimiga ham kiradi. Ushbu o'zaro ta'sir natijasida unda elektromotor kuch paydo bo'ladi, uning ta'siri ostida oqim oqadi, bu ham magnit maydon hosil qiladi. Natijada, Yerning magnit maydoni ionosfera oqimi va lava oqimining o'zaro ta'siridan hosil bo'lgan maydondir.

Yer magnit maydonining haqiqiy tasviri nafaqat joriy varaqning konfiguratsiyasiga, balki er qobig'ining magnit xususiyatlariga, shuningdek, magnit anomaliyalarning nisbiy joylashishiga ham bog'liq. Bu erda biz ferromagnit yadro borligida va usiz oqimga ega bo'lgan kontaktlarning zanglashiga olib o'tishimiz mumkin. Ma'lumki, ferromagnit yadro nafaqat magnit maydonning konfiguratsiyasini o'zgartiradi, balki uni sezilarli darajada oshiradi.

Erning magnit maydoni quyosh faolligiga javob berishi ishonchli tarzda aniqlandi, ammo agar sayyoralarning magnit maydonining paydo bo'lishini faqat suyuqlik yadrosidagi quyosh shamoli bilan o'zaro ta'sir qiluvchi oqim qatlamlari bilan bog'lasak, shunday xulosaga kelishimiz mumkinki, sayyoralar. aylanish yo'nalishi bir xil bo'lgan quyosh tizimi magnit maydonlari bir xil yo'nalishga ega bo'lishi kerak. Biroq, masalan, Yupiter bu bayonotni rad etadi.

Qizig'i shundaki, quyosh shamoli Yerning qo'zg'atilgan magnit maydoni bilan o'zaro ta'sirlashganda, Yerda Yerning aylanishiga yo'naltirilgan moment ta'sir qiladi. Shunday qilib, Yer, quyosh shamoliga nisbatan, o'zini o'zi qo'zg'atuvchi DC motoriga o'xshash harakat qiladi. Bu holda energiya manbai (generator) Quyoshdir. Erga ta'sir qiluvchi magnit maydon ham, moment ham Quyosh oqimiga, ikkinchisi esa quyosh faolligi darajasiga bog'liq bo'lganligi sababli, quyosh faolligi oshishi bilan Yerga ta'sir qiluvchi moment ortishi va uning aylanish tezligi oshishi kerak. kattalashtirish; ko'paytirish.

Geomagnit maydonning tarkibiy qismlari

Yerning magnit maydonini (geomagnit maydoni) quyidagi uchta asosiy qismga bo'lish mumkin: Yerning asosiy (ichki) magnit maydoni, shu jumladan global anomaliyalar, tashqi qobiqlarning mahalliy maydonlarining magnit maydonlari, Yerning o'zgaruvchan (tashqi) magnit maydoni.

1.YERNING ASOSIY MAGNITI MAYDONI (ichki) , 10 dan 10 000 yilgacha bo'lgan davrlar bilan sekin o'zgarishlarni boshdan kechirish (dunyoviy o'zgarishlar), 10-20, 60-100, 600-1200 va 8000 yil oralig'ida jamlangan. Ikkinchisi dipolning o'zgarishi bilan bog'liq magnit moment 1,5-2 marta.

Geodinamoning kompyuter modeli tomonidan yaratilgan magnit maydon chiziqlari Yer magnit maydonining tuzilishi yadro ichidagi (markazdagi chigal naychalar)ga qaraganda uning tashqarisida qanday sodda ekanligini ko'rsatadi. Yer yuzasida magnit maydon chiziqlarining aksariyati janubiy qutbda ichkaridan (uzun sariq naychalar) chiqib, Shimoliy qutb yaqinida ichkariga (uzun ko'k naychalar) kiradi.

Ko'pchilik odatda kompas ignasi shimolga yoki janubga nima uchun ishora qilishini o'ylamaydi. Ammo sayyoraning magnit qutblari har doim ham bugungidek joylashmagan.

Mineral tadqiqotlar shuni ko'rsatadiki, Yer magnit maydoni sayyora mavjud bo'lgan 4-5 milliard yil davomida o'z yo'nalishini shimoldan janubga va orqaga yuzlab marta o'zgartirgan. Biroq, shunga qaramay, so'nggi 780 ming yil ichida bunday narsa sodir bo'lmagan o'rta davr magnit qutblarning o'zgarishi - 250 ming yil. Bundan tashqari, 1930-yillarda birinchi marta o'lchanganidan beri geomagnit maydon deyarli 10% ga zaiflashgan. XIX asr (ya'ni energiya manbasini yo'qotib, tabiiy ravishda kuchini kamaytirganidan deyarli 20 baravar tezroq). Keyingi qutb almashinuvi keladimi?

Magnit maydon tebranishlarining manbai Yerning markazida yashiringan. Bizning sayyoramiz, Quyosh tizimidagi boshqa jismlar singari, o'zining magnit maydonini ichki generator yordamida yaratadi, uning ishlash printsipi an'anaviy elektr bilan bir xil bo'lib, harakatlanuvchi zarrachalarning kinetik energiyasini elektromagnit maydonga aylantiradi. Elektr generatorida harakat g'altakning burilishlarida, sayyora yoki yulduz ichida - o'tkazuvchi suyuqlikda sodir bo'ladi. Hajmi Oydan 5 baravar katta bo'lgan erigan temirning ulkan massasi Yerning yadrosida aylanib, geodinamo deb ataladigan narsani hosil qiladi.

Oxirgi o‘n yil ichida olimlar geodinamoning ishlashi va uning magnit xususiyatlarini o‘rganishning yangicha yondashuvlarini ishlab chiqdilar. Sun'iy yo'ldoshlar Yer yuzasidagi geomagnit maydonning aniq suratlarini uzatadi va zamonaviy usullar kompyuter simulyatsiyalari va laboratoriyada yaratilgan jismoniy modellar orbital kuzatuv ma'lumotlarini sharhlashga yordam beradi. Tajribalar olimlarni o'tmishda repolyarizatsiya qanday sodir bo'lganligi va kelajakda qanday boshlanishi mumkinligi haqida yangi tushuntirishga olib keldi.

Erning ichki qismida erigan tashqi yadro mavjud bo'lib, bu erda murakkab turbulent konvektsiya geomagnit maydon hosil qiladi.

Geodinamo energiyasi

Geodinamoga nima kuch beradi? 40-yillarga kelib. O'tgan asrda fiziklar sayyoramizning magnit maydonini shakllantirish uchun uchta zarur shartni tan oldilar va keyingi ilmiy konstruktsiyalar ushbu qoidalarga asoslandi. Birinchi shart - temir bilan to'yingan, Yerning tashqi yadrosini tashkil etadigan katta hajmdagi elektr o'tkazuvchan suyuqlik massasi. Uning ostida deyarli sof temirdan tashkil topgan Yerning ichki yadrosi yotadi va uning ustida 2900 km uzunlikdagi qattiq jinslar, zich mantiya va yupqa qobiq boʻlib, materiklar va okean tublarini hosil qiladi. Yer qobig'i va mantiya tomonidan yaratilgan yadrodagi bosim Yer yuzasiga qaraganda 2 million marta yuqori. Yadroning harorati ham nihoyatda yuqori - Quyosh sirtining harorati kabi taxminan 5000o Selsiy.

Ekstremal muhitning yuqorida tavsiflangan parametrlari geodinamoning ishlashi uchun ikkinchi talabni oldindan belgilab beradi: suyuqlik massasini harakatga keltirish uchun energiya manbasiga bo'lgan ehtiyoj. Ichki energiya, qisman termal va qisman kimyoviy kelib chiqishi, yadro ichida haydash sharoitlarini yaratadi. Yadro yuqoridan ko'ra pastki qismida ko'proq qiziydi. (Yer paydo bo'lgandan beri uning ichida yuqori haroratlar "devor bilan o'ralgan".) Bu shuni anglatadiki, yadroning issiqroq, kamroq zichroq metall komponenti ko'tarilishga intiladi. Suyuq massa yuqori qatlamlarga yetganda, u issiqlikning bir qismini yo'qotadi va uni ustki mantiyaga beradi. Keyin suyuq temir soviydi, atrofdagi massadan zichroq bo'ladi va cho'kadi. Suyuq massani ko'tarish va tushirish orqali issiqlikni ko'chirish jarayoni termal konvektsiya deb ataladi.

Magnit maydonni saqlashning uchinchi zaruriy sharti Yerning aylanishidir. Bu holda paydo bo'ladigan Koriolis kuchi Yer ichidagi ko'tarilgan suyuqlik massasining harakatini xuddi aylanayotgandek buradi. okean oqimlari va tropik siklonlar, ularning harakat girdoblari ko'rinadi sun'iy yo'ldosh tasvirlari. Yerning markazida Koriolis kuchi ko'tarilayotgan suyuqlik massasini bo'shashgan prujinaga o'xshab tirbandlik yoki spiralga aylantiradi.

Yerning markazida to'plangan temirga boy suyuqlik massasi, konvektsiyani qo'llab-quvvatlash uchun etarli energiya va konveksiya oqimlarini aylantirish uchun Koriolis kuchi mavjud. Bu omil geodinamoning millionlab yillar davomida ishlashi uchun juda muhimdir. Ammo magnit maydon qanday hosil bo'ladi va nima uchun qutblar vaqti-vaqti bilan o'zgarib turadi, degan savolga javob berish uchun yangi bilimlar kerak.

Repolyarizatsiya

Olimlar uzoq vaqtdan beri Yerning magnit qutblari nima uchun vaqti-vaqti bilan o‘rin almashib turishi bilan qiziqib kelishgan. Er ichidagi erigan massalarning vorteks harakatlarining so'nggi tadqiqotlari repolyarizatsiya qanday sodir bo'lishini tushunishga imkon beradi.

Mantiya va yadro chegarasida magnit tebranishlar hosil bo'ladigan yadro maydonidan ancha kuchliroq va murakkabroq magnit maydon topildi. Yadroda paydo bo'ladigan elektr toklari uning magnit maydonini to'g'ridan-to'g'ri o'lchashga to'sqinlik qiladi.

Geomagnit maydonning katta qismi faqat yadro-mantiya chegarasida to'rtta keng mintaqada hosil bo'lishi muhimdir. Geodinamo juda kuchli magnit maydon hosil qilsa ham, uning energiyasining atigi 1% yadrodan tashqariga chiqadi. Sirtda o'lchanadigan magnit maydonning umumiy konfiguratsiyasi dipol deb ataladi, u ko'pincha erning aylanish o'qi bo'ylab yo'naltiriladi. Chiziqli magnit maydonida bo'lgani kabi, asosiy geomagnit oqim Janubiy yarimsharda Yerning markazidan va Shimoliy yarimsharda markazga yo'naltiriladi. (Kompas ignasi shimoliy geografik qutbga ishora qiladi, chunki dipolning janubiy magnit qutbi yaqin joylashgan.) Kosmik kuzatuvlar shuni ko'rsatdiki, magnit oqim notekis global taqsimotga ega, eng katta taranglikni Antarktida sohilida, Shimol ostida ko'rish mumkin. Amerika va Sibir.

Katlenburg-Lindaudagi (Germaniya) Maks Plank Quyosh tizimini tadqiq qilish instituti xodimi Ulrix R. Kristensenning fikricha, bu ulkan er maydonlari ming yillar davomida mavjud bo'lib, yadro ichidagi doimiy o'zgaruvchan konveksiya orqali saqlanadi. Shu kabi hodisalar qutblarning burilishlariga sabab bo'lishi mumkinmi? Tarixiy geologiya shuni ko'rsatadiki, qutb o'zgarishlari nisbatan qisqa vaqt oralig'ida - 4 ming yildan 10 ming yilgacha sodir bo'lgan. Agar geodinamo ishlamay qolsa, dipol yana 100 ming yil mavjud bo'lar edi. Polaritning tez o'zgarishi, ba'zi bir beqaror pozitsiya asl qutblarni buzadi va qutblarning yangi o'zgarishiga olib keladi, deb hisoblashga asos beradi.

Ba'zi hollarda sirli beqarorlikni magnit oqimining tuzilishidagi ba'zi xaotik o'zgarishlar bilan izohlash mumkin, bu faqat tasodifan repolyarizatsiyaga olib keladi. Biroq, so'nggi 120 million yil ichida tobora barqarorlashib borayotgan qutb o'zgarishlarining chastotasi tashqi tartibga solish imkoniyatini ko'rsatadi. Buning sabablaridan biri mantiyaning pastki qatlamidagi harorat farqi bo'lishi mumkin va natijada yadro chiqishi tabiatining o'zgarishi.

Magsat va Oersted sun'iy yo'ldoshlaridan olingan xaritalarni tahlil qilishda repolyarizatsiyaning ba'zi alomatlari aniqlandi. Parij Geofizika institutidan Gautier Xulot va uning hamkasblari geomagnit maydondagi uzoq muddatli o'zgarishlar ma'lum bir yarim shar uchun geomagnit oqim yo'nalishi normalga qarama-qarshi bo'lgan joylarda yadro-mantiya chegarasida sodir bo'lishini ta'kidladilar. Teskari magnit maydon deb ataladigan eng kattasi Afrikaning janubiy uchidan g'arbgacha cho'zilgan. Janubiy Amerika. Bu sohada magnit oqimi ichkariga, yadro tomon yo'nalgan bo'lsa, Janubiy yarimsharda uning katta qismi markazdan yo'naltiriladi.

Ma'lum bir yarim shar uchun magnit maydon teskari yo'nalishda yo'naltirilgan hududlar magnit maydonning o'ralgan va o'ralgan chiziqlari tasodifan Yer yadrosidan tashqariga chiqib ketganda paydo bo'ladi. Teskari magnit maydonning hududlari Yer yuzasida dipol deb ataladigan magnit maydonni sezilarli darajada zaiflashtirishi va Yer qutblarining teskari aylanishi boshlanishini ko'rsatishi mumkin. Ular suyuqlik massasining ko'tarilishi erigan tashqi yadrodagi gorizontal magnit chiziqlarni yuqoriga surganda paydo bo'ladi. Bu konvektiv oqim ba'zan magnit chiziq(lar)ni burab, siqib chiqaradi. Shu bilan birga, Yerning aylanish kuchlari eritmaning spiral aylanishini keltirib chiqaradi, bu esa ekstrudirovka qilingan magnit chiziq (b) ustidagi pastadirni mahkamlashi mumkin. Suzish kuchi halqani yadrodan chiqarib yuborish uchun etarlicha kuchli bo'lganda, yadro-mantiya chegarasida bir juft magnit oqim yamoqlari hosil bo'ladi.

Oerstedning so'nggi o'lchovlarini 1980 yilda olingan o'lchovlar bilan taqqoslash natijasida qilingan eng muhim kashfiyot magnit maydonning teskari o'zgarishining yangi hududlari, masalan, sharqiy qirg'oq ostidagi yadro-mantiya chegarasida shakllanishda davom etishi edi. Shimoliy Amerika va Arktika. Bundan tashqari, ilgari aniqlangan joylar o'sib, qutblar tomon biroz siljigan. 80-yillarning oxirida. XX asr Angliyaning Lids universitetidan Devid Gubbins geomagnit maydonning eski xaritalarini o'rganar ekan, teskari magnit maydon kesimlarining tarqalishi, o'sishi va qutbga siljishi tarixiy vaqt davomida dipol kuchining pasayishi bilan izohlashini ta'kidladi.

Hokimiyat haqidagi nazariy qoidalarga ko'ra magnit chiziqlar Koriolis kuchi ta'sirida yadroning suyuq muhitida paydo bo'ladigan kichik va katta girdoblar kuch chiziqlarini tugunga aylantiradi. Har bir aylanish yadroda tobora ko'proq kuch chiziqlarini to'playdi va shu bilan magnit maydonning energiyasini oshiradi. Agar jarayon to'sqinliksiz davom etsa, magnit maydon cheksiz kuchayadi. Biroq elektr qarshilik magnit maydonning o'z-o'zidan o'sishini to'xtatish va ichki energiyani qayta ishlab chiqarishni davom ettirish uchun etarli darajada maydon chiziqlarining burilishlarini tarqatadi va tekislaydi.

Yadro-mantiya chegarasida kuchli magnit normal va teskari maydonlar hosil bo'ladi, bu erda kichik va katta girdoblar yadroga kirib boradigan toroidal deb tavsiflangan sharq-g'arbiy magnit maydonlar bilan o'zaro ta'sir qiladi. Turbulent suyuqlik harakati toroidal maydon chiziqlarini shimoldan janubga yo'naltirilgan poloidal maydonlar deb ataladigan halqalarga aylantirishi mumkin. Ba'zida suyuqlik massasi ko'tarilganda burish paydo bo'ladi. Agar bunday to'kish etarlicha kuchli bo'lsa, poloid halqaning yuqori qismi yadrodan tashqariga chiqariladi (chapdagi ichki qismga qarang). Ushbu ejeksiyon natijasida pastadir yadro-mantiya chegarasini kesib o'tgan ikkita bo'lim hosil bo'ladi. Ulardan birida ma'lum bir yarim sharda dipol maydonining umumiy yo'nalishiga to'g'ri keladigan magnit oqimning yo'nalishi paydo bo'ladi; boshqa bo'limda oqim teskari yo'nalishda yo'naltiriladi.

Aylanish teskari magnit maydonning bir qismini oddiy oqimga ega bo'lgan qismga qaraganda geografik qutbga yaqinroq keltirganda, uning qutblari yaqinida eng zaif bo'lgan dipolning zaiflashishi kuzatiladi. Bu janubiy Afrikadagi teskari magnit maydonni tushuntirishi mumkin. Qutb burilishining global boshlanishi bilan, teskari magnit maydonlar hududlari geografik qutblar yaqinida o'sishi mumkin.

Sun’iy yo‘ldosh orqali o‘tkazilgan o‘lchovlardan tuzilgan yadro-mantiya chegarasidagi Yer magnit maydonining kontur xaritalari magnit oqimining katta qismi Yerning janubiy yarimshardagi markazidan va Shimoliy yarimshardagi markazga yo‘naltirilganligini ko‘rsatadi. Ammo ba'zi hududlarda teskari manzara paydo bo'ladi. Teskari magnit maydon hududlari 1980 va 2000 yillar oralig'ida soni va hajmi bo'yicha o'sdi. Agar ular ikkala qutbdagi butun bo'shliqni to'ldirsa, repolyarizatsiya sodir bo'lishi mumkin.

Qutbli teskari modellar

Magnit maydon xaritalari normal qutblilik bilan magnit oqimining ko'p qismi Yerning markazidan uzoqqa yo'naltirilganligini ko'rsatadi ( sariq) Janubiy yarimsharda va uning markaziga (ko'k) Shimoliy yarim sharda (a). Repolyarizatsiyaning boshlanishi teskari magnit maydonning bir nechta maydonlarining paydo bo'lishi bilan belgilanadi (Janubiy yarim sharda ko'k va Shimoliy yarim sharda sariq), yadro-mantiya chegarasida uning bo'limlari shakllanishini eslatadi. Taxminan 3 ming yil davomida ular dipol maydonining kuchini pasaytirdilar, bu yadro-mantiya chegarasida zaifroq, ammo murakkabroq o'tish maydoni bilan almashtirildi (b). Qutblarning o'zgarishi 6 ming yil o'tgach, yadro-mantiya chegarasida teskari magnit maydon (c) qismlari ustunlik qila boshlagandan so'ng tez-tez sodir bo'ldi. Bu vaqtga kelib, qutblarning to'liq burilishi Yer yuzasida ham o'zini namoyon qildi. Ammo yana 3 ming yil o'tgach, dipol, shu jumladan Yer yadrosi (d) to'liq almashtirildi.

Bugungi kunda ichki magnit maydon bilan nima sodir bo'lmoqda?

Ko'pchiligimiz bilamizki, geografik qutblar doimo yo'nalish bo'yicha murakkab aylanma harakatlar qiladi kunlik aylanish Yer (25776 yil davri bilan o'qning presessiyasi). Odatda, bu harakatlar Yerning xayoliy aylanish o'qi yaqinida sodir bo'ladi va sezilarli iqlim o'zgarishiga olib kelmaydi. Qutblarni almashtirish haqida ko'proq o'qing. Ammo 1998 yil oxirida bu harakatlarning umumiy tarkibiy qismi o'zgarganini kam odam payqadi. Bir oy ichida qutb Kanada tomon 50 kilometrga siljidi. Hozirda Shimoliy qutb g'arbiy uzunlikning 120-parallel bo'ylab "o'rmalab" ketmoqda. Agar qutb harakatining hozirgi tendentsiyasi 2010 yilgacha davom etsa, shimoliy qutb 3-4 ming kilometrga siljishi mumkin, deb taxmin qilish mumkin. Driftning so'nggi nuqtasi Kanadadagi Buyuk Ayiq ko'llaridir. Janubiy qutb, mos ravishda, Antarktida markazidan Hind okeaniga siljiydi.

Magnit qutblarning siljishi 1885 yildan beri qayd etilgan. Oxirgi 100 yil ichida janubiy yarimshardagi magnit qutb deyarli 900 km masofaga siljigan va 100 km ga yetgan. Hind okeani. Arktika magnit qutbining holati to'g'risidagi so'nggi ma'lumotlar (Shimoliy Muz okeani orqali Sharqiy Sibir dunyosi magnit anomaliyasiga qarab harakatlanish): 1973 yildan 1984 yilgacha uning yurishi 1984 yildan 1994 yilgacha 120 km ni tashkil etganligini ko'rsatdi. - 150 km dan ortiq. Bu ma'lumotlarning hisoblanganligi xarakterlidir, lekin ular shimoliy magnit qutbning o'ziga xos o'lchovlari bilan tasdiqlangan.2002 yil boshidagi ma'lumotlarga ko'ra, shimoliy magnit qutbning siljish tezligi 70-yillardagi 10 km / yil dan oshdi. 2001 yilda yiliga 40 km.

Bundan tashqari, erning magnit maydonining kuchi pasayadi va juda notekis. Shunday qilib, so'nggi 22 yil ichida u o'rtacha 1,7 foizga, ayrim mintaqalarda - masalan, Janubiy Atlantika okeanida - 10 foizga kamaydi. Biroq, sayyoramizning ba'zi joylarida magnit maydon kuchi, umumiy tendentsiyadan farqli o'laroq, hatto biroz oshdi.

Biz qutblar harakatining tezlashishi (oʻn yillikda oʻrtacha 3 km/yil) va magnit qutb inversiyasi yoʻlaklari boʻylab harakatlanishi (400 dan ortiq paleoinversiya bu yoʻlaklarni aniqlash imkonini bergan) bizni bunga shubha tugʻdirishini taʼkidlaymiz. qutblarning harakatini ekskursiya va Yer magnit maydonining teskari o'zgarishi sifatida qaramaslik kerak.

Tezlashtirish qutblarning harakatini yiliga 200 km ga etkazishi mumkin, shuning uchun teskari aylanish haqiqiy qutblanish jarayonlarini professional baholashdan uzoq bo'lgan tadqiqotchilar kutganidan ancha tezroq sodir bo'ladi.

Yer tarixida geografik qutblarning joylashuvidagi o'zgarishlar bir necha bor sodir bo'lgan va bu hodisa birinchi navbatda quruqlikning keng maydonlarining muzlashi va butun sayyora iqlimining keskin o'zgarishi bilan bog'liq. Ammo u faqat insoniyat tarixida aks-sado berdi oxirgi falokat, ehtimol 12 ming yil oldin sodir bo'lgan qutb siljishi bilan bog'liq. Biz hammamiz bilamizki, mamontlar yo'q bo'lib ketgan. Ammo hamma narsa jiddiyroq edi.

Yuzlab hayvonlar turlarining yo'q bo'lib ketishi shubhasizdir. HAQIDA Jahon To'foni va Atlantisning o'limi muhokama qilinmoqda. Lekin bir narsa aniq - inson xotirasidagi eng katta falokat aks-sadolari haqiqiy asosga ega. Va bu, ehtimol, qutbning atigi 2000 km siljishidan kelib chiqadi.

Quyidagi model yadro ichidagi magnit maydonni (markazdagi maydon chiziqlari to'plami) va magnit dipolning (b) repolyarizatsiyasining o'rtasidan 500 yil oldin (a) dipolning (uzun egri chiziqlar) ko'rinishini ko'rsatadi. 500 yil o'tgach, uning tugallanish bosqichida (c).

Yer geologik o'tmishining magnit maydoni

So'nggi 150 million yil ichida repolyarizatsiya yuzlab marta sodir bo'ldi, bu tog' jinslarini isitish vaqtida Yer maydoni tomonidan magnitlangan minerallardan dalolat beradi. Keyin jinslar soviydi va minerallar avvalgi magnit yo'nalishini saqlab qoldi.

Magnit maydonning teskari shkalasi: I - oxirgi 5 million yil davomida; II - oxirgi 55 million yil ichida. Qora rang - normal magnitlanish, oq rang- teskari magnitlanish (W.W. Harland va boshqalarga ko'ra, 1985)

Magnit maydonning teskari o'zgarishi - simmetrik dipol o'qlari belgisining o'zgarishi. 1906 yilda B. Bruhn, o'lchash magnit xususiyatlari Frantsiyaning markaziy qismidagi neogen, nisbatan yosh lavalar, ularning magnitlanishi zamonaviy geomagnit maydonga qarama-qarshi yo'nalishda ekanligini aniqladi, ya'ni Shimoliy va Janubiy magnit qutblari o'rnini o'zgartirganday tuyuldi. Teskari magnitlangan jinslarning mavjudligi uning paydo bo'lish vaqtidagi ba'zi bir g'ayrioddiy sharoitlar oqibati emas, balki hozirgi vaqtda Yer magnit maydonining inversiyasi natijasidir. Geomagnit maydonning qutbliligini o'zgartirish paleomagnitologiyadagi eng muhim kashfiyot bo'lib, u yaratishga imkon berdi. yangi fan togʻ jinslarining toʻgʻridan-toʻgʻri yoki teskari magnitlanishiga qarab boʻlinishini oʻrganuvchi magnetostratigrafiya. Va bu erda asosiy narsa butun dunyo bo'ylab bu belgilarning o'zgarishining sinxronligini isbotlashdir. Bu holda, geologlar juda ko'p samarali usul cho‘kma-hodisalar korrelyatsiyasi.

Yerning haqiqiy magnit maydonida qutblilik belgisi o'zgargan vaqt qisqa, ming yilgacha yoki millionlab yillar bo'lishi mumkin.
Har qanday qutbning ustunlik qilish vaqt oralig'i geomagnit davrlar deb ataladi va ularning ba'zilariga taniqli geomagnetologlar Bruness, Matuyama, Gauss va Xilbertlarning nomlari berilgan. Davrlar ichida u yoki bu qutblarning qisqaroq intervallari ajralib turadi, ular geomagnit epizodlar deb ataladi. Geomagnit maydonning to'g'ridan-to'g'ri va teskari qutblanish intervallarini eng samarali aniqlash Islandiya, Efiopiya va boshqa joylarda geologik jihatdan yosh lava oqimlari uchun amalga oshirildi. Ushbu tadqiqotlarning cheklovi shundaki, lava otilishi vaqti-vaqti bilan sodir bo'lgan, shuning uchun ba'zi magnit epizodlar o'tkazib yuborilgan bo'lishi mumkin.

Imkoniyat bir xil yoshdagi tanlangan zotlar uchun paydo bo'lganda, lekin olingan turli qit'alar, bizni qiziqtirgan vaqt oralig'idagi paleomagnit qutblarning o'rnini aniqlash uchun ma'lum bo'ldiki, hisoblangan o'rtacha qutb, aytaylik, Shimoliy Amerikaning yuqori yura jinslari (170 - 144 million yil) va xuddi shu qutb uchun xuddi shu qutb. Evropaning toshlari turli joylarda bo'ladi. Ikkita Shimoliy qutb borga o'xshardi, ular dipol tizimi bilan sodir bo'lmaydi. Bitta Shimoliy qutb bo'lishi uchun Yer yuzasida qit'alarning holati o'zgarishi kerak edi. Bizning holatimizda bu Yevropa va Shimoliy Amerikaning shelf chekkalari toʻgʻri kelgunicha, yaʼni okeanning 200 m ga yaqin chuqurliklariga toʻgʻri kelguncha yaqinlashishini anglatardi.Boshqacha aytganda, qutblar emas, balki materiklar harakatlanmoqda.

Paleomagnit usuldan foydalanish nisbatan yosh Atlantika, Hind va Shimoliy Muz okeanlarining ochilishini batafsil rekonstruksiya qilish va qadimgi Tinch okeanining rivojlanish tarixini tushunish imkonini berdi. Materiklarning hozirgi joylashuvi taxminan 200 million yil oldin boshlangan Pangeya superkontinentining parchalanishi natijasidir. Okeanlarning chiziqli magnit maydoni plitalar harakati tezligini aniqlashga imkon beradi va uning sxemasi geodinamik tahlil uchun eng yaxshi ma'lumotni beradi.

Paleomagnit tadqiqotlar tufayli Afrika va Antarktidaning bo'linishi 160 million yil oldin sodir bo'lganligi aniqlandi. Yoshi 170 million yil bo'lgan eng qadimiy anomaliyalar (O'rta yura) Shimoliy Amerika va Afrika qirg'oqlari yaqinida Atlantika qirg'oqlarida topilgan. Bu superkontinent parchalana boshlagan payt. Janubiy Atlantika 120 - 110 million yil oldin, Shimoliy Atlantika esa ancha keyinroq (80 - 65 million yil oldin) paydo bo'lgan. Shunga o'xshash misollar okeanlarning har qandayidan foydalanish va xuddi paleomagnit yozuvni "o'qish" kabi, ularning rivojlanish tarixini va litosfera plitalarining harakatini qayta qurish mumkin.

Dunyo anomaliyalari- 10 000 km gacha bo'lgan xarakterli o'lchamlarga ega bo'lgan alohida hududlar intensivligining 20% ​​gacha bo'lgan ekvivalent dipoldan og'ishlar. Ushbu anomal sohalar dunyoviy o'zgarishlarni boshdan kechiradi, bu esa ko'p yillar va asrlar davomida vaqt o'tishi bilan o'zgarishlarga olib keladi. Anomaliyalarga misollar: Braziliya, Kanada, Sibir, Kursk. Dunyoviy o'zgarishlar jarayonida global anomaliyalar o'zgaradi, parchalanadi va yana paydo bo'ladi. Pastki kengliklarda yiliga 0,2° tezlikda uzunlik boʻyicha gʻarbiy tomonga siljish kuzatiladi.

2. MAHALLIY HUDDLARNING MAGNET MAYDONLARI tashqi qobiqlar uzunligi bir necha yuzlab km gacha. Ular Yerning yuqori qatlamini tashkil etuvchi jinslarning magnitlanishi natijasida yuzaga keladi er qobig'i va sirtga yaqin joylashgan. Eng kuchlilaridan biri bu Kursk magnit anomaliyasi.

3. YERNING MAGNITIK MAYDONINING O'ZBORISHI (tashqi deb ham ataladi) er yuzasidan tashqarida va uning atmosferasida joylashgan oqim tizimlari ko'rinishidagi manbalar tomonidan aniqlanadi. Bunday maydonlarning asosiy manbalari va ularning o'zgarishi quyosh shamoli bilan birga Quyoshdan kelayotgan va Yer magnitosferasining tuzilishi va shaklini tashkil etuvchi magnitlangan plazmaning korpuskulyar oqimlaridir.

Avvalo, bu strukturaning "qatlamli" shaklga ega ekanligi aniq. Biroq, ba'zida quyosh shamolining kuchayishi ta'sirida yuzaga keladigan yuqori qatlamlarning "yorilishi" ni kuzatish mumkin. Masalan, bu erdagi kabi:

Shu bilan birga, "isitish" darajasi quyosh shamolining tezligi va zichligiga bog'liq bo'lib, u sariqdan binafsha ranggacha bo'lgan rang shkalasida aks etadi, bu aslida magnit maydondagi bosim miqdorini aks ettiradi. bu zona (yuqori o'ng rasm).

Yer atmosferasining magnit maydonining tuzilishi (Yerning tashqi magnit maydoni)

Yerning magnit maydoniga magnitlangan quyosh plazmasi oqimi ta'sir qiladi. Yer maydoni bilan o'zaro ta'sir natijasida. tashqi chegara Yerga yaqin magnit maydoni, deyiladi magnitopauza. U yer magnitosferasini cheklaydi. Quyosh korpuskulyar oqimlarining ta'siri tufayli magnitosferaning o'lchami va shakli doimiy ravishda o'zgarib turadi va o'zgaruvchan magnit maydon paydo bo'ladi. tashqi manbalar. Uning o'zgaruvchanligi ionosferaning pastki qatlamlaridan magnitopauzagacha bo'lgan turli balandliklarda rivojlanayotgan oqim tizimlariga bog'liq. Vaqt o'tishi bilan Yer magnit maydonining turli sabablarga ko'ra sodir bo'lgan o'zgarishlari geomagnit o'zgarishlar deb ataladi, ular ham davomiyligi, ham Yerda va uning atmosferasida lokalizatsiyasi bilan farqlanadi.

Magnetosfera - bu Yerning magnit maydoni tomonidan boshqariladigan Yerga yaqin bo'shliq mintaqasi. Magnitosfera quyosh shamolining atmosferaning yuqori qatlamlari plazmasi va Yer magnit maydoni bilan o'zaro ta'siri natijasida hosil bo'ladi. Magnitosferaning shakli magnit maydon chiziqlari shaklini takrorlaydigan bo'shliq va uzun dumdir. Quyosh ostidagi nuqta o'rtacha 10 Yer radiusi masofasida joylashgan va magnitosferaning dumi Oy orbitasidan tashqariga chiqadi. Magnitosferaning topologiyasi quyosh plazmasining magnitosferaga bostirib kirish joylari va oqim tizimlarining tabiati bilan belgilanadi.

Magnitosferaning dumi Yer magnit maydonining qutbli hududlardan chiqadigan va quyosh shamoli ta'sirida Quyoshdan Yerning tungi tomoniga qadar yuzlab Yer radiusigacha cho'zilgan kuch chiziqlaridan hosil bo'ladi. Natijada, quyosh shamoli plazmasi va quyosh korpuskulyar oqimlari yer magnitosferasi atrofida aylanib, unga o'ziga xos quyruq shaklini beradi.
Magnitosferaning dumida, da uzoq masofalar Yerdan Yer magnit maydonining kuchi va shuning uchun ularning himoya xususiyatlari zaiflashadi va quyosh plazmasining ba'zi zarralari Yer magnitosferasining ichki qismiga va radiatsiya kamarlarining magnit tuzoqlariga kirib, kirib borishi mumkin. Quyosh shamoli va sayyoralararo maydonning o'zgaruvchan bosimi ta'sirida magnitosferaning boshiga auroral ovallar mintaqasiga kirib, quyruq cho'kindi zarrachalar oqimlarini hosil qilish uchun joy bo'lib xizmat qiladi, bu esa auroralar va auroral oqimlarni keltirib chiqaradi. Magnitosfera sayyoralararo fazodan magnitopauza bilan ajratilgan. Magnitopauza bo'ylab korpuskulyar oqimlarning zarralari magnitosfera atrofida oqadi. Quyosh shamolining Yer magnit maydoniga ta'siri ba'zan juda kuchli. Magnetopauza - Yer (yoki sayyora) magnitosferasining tashqi chegarasi bo'lib, unda quyosh shamolining dinamik bosimi o'z magnit maydonining bosimi bilan muvozanatlanadi. Odatda quyosh shamoli parametrlari bilan quyosh osti nuqtasi Yer markazidan 9-11 Yer radiusi uzoqlikda joylashgan. Yerdagi magnit buzilishlar davrida magnitopauza chegaradan chiqib ketishi mumkin geostatsionar orbita(6,6 Yer radiusi). Zaif quyosh shamoli bilan quyosh osti nuqtasi 15-20 Yer radiusi masofasida joylashgan.

Geomagnit o'zgarishlar

Turli omillar ta'sirida vaqt o'tishi bilan Yer magnit maydonining o'zgarishi geomagnit o'zgarishlar deb ataladi. Kuzatilgan magnit maydon kuchi va uning har qanday uzoq vaqt davomida, masalan, bir oy yoki bir yil davomidagi o'rtacha qiymati o'rtasidagi farq geomagnit o'zgaruvchanlik deb ataladi. Kuzatishlarga ko'ra, geomagnit o'zgarishlar vaqt o'tishi bilan uzluksiz o'zgarib turadi va bunday o'zgarishlar ko'pincha davriy bo'ladi.

Kundalik o'zgarishlar geomagnit maydonlar, asosan, kun davomida Quyosh tomonidan Yer ionosferasining yoritilishining o'zgarishi natijasida yuzaga keladigan Yer ionosferasidagi oqimlar tufayli muntazam ravishda paydo bo'ladi.

19.03.2010 12:00 dan 21.03.2010 00:00 gacha bo'lgan kunlik geomagnit o'zgarishlar

Yerning magnit maydoni ettita parametr bilan tavsiflanadi. Erning magnit maydonini istalgan nuqtada o'lchash uchun biz maydonning yo'nalishini va kuchini o'lchashimiz kerak. Magnit maydon yo'nalishini tavsiflovchi parametrlar: og'ish (D), moyillik (I). D va I darajalarda o'lchanadi. Umumiy maydon kuchi (F) gorizontal komponent (H), vertikal komponent (Z) va gorizontal intensivlikning shimoliy (X) va sharqiy (Y) komponentlari bilan tavsiflanadi. Ushbu komponentlarni Oerstedlarda (1 Oersted = 1 gauss) o'lchash mumkin, lekin odatda nanoTesla (1nT x 100,000 = 1 Oersted).

Noto'g'ri o'zgarishlar magnit maydonlar quyosh plazmasi (quyosh shamoli) oqimining Yer magnitosferasiga ta'siri, shuningdek, magnitosfera ichidagi o'zgarishlar va magnitosferaning ionosfera bilan o'zaro ta'siri tufayli paydo bo'ladi.

Quyidagi rasmda (chapdan o'ngga) joriy magnit maydon, bosim, ionosferadagi konveksiya oqimlarining tasvirlari, shuningdek, quyosh shamolining tezligi va zichligi (V, Dens) va qiymatlarining o'zgarishi grafiklari ko'rsatilgan. Yerning tashqi magnit maydonining vertikal va sharqiy komponentlarini.

27 kunlik o'zgarishlar Yerdagi kuzatuvchiga nisbatan Quyoshning aylanish davriga to'g'ri keladigan har 27 kunda geomagnit faollikning oshishini takrorlash tendentsiyasi sifatida mavjud. Bu naqsh Quyoshda bir necha quyosh inqiloblari paytida kuzatilgan uzoq muddatli faol hududlar mavjudligi bilan bog'liq. Ushbu naqsh magnit faolligi va magnit bo'ronlarining 27 kunlik takrorlanishi shaklida o'zini namoyon qiladi.

Mavsumiy o'zgarishlar magnit faollik bir necha yillar davomida kuzatuvlarni qayta ishlash natijasida olingan magnit faollik bo'yicha o'rtacha oylik ma'lumotlar asosida ishonchli tarzda aniqlanadi. Ularning amplitudasi umumiy magnit faolligi oshishi bilan ortadi. Ma'lum bo'lishicha, magnit faollikning mavsumiy o'zgarishlari tengkunlik davrlariga to'g'ri keladigan ikkita maksimal va quyosh to'siqlari davrlariga mos keladigan ikkita minimaga ega. Bu oʻzgarishlarning sababi Quyoshda 10 dan 30° gacha boʻlgan shimoliy va janubiy geliografik kengliklardagi zonalarga toʻplangan faol mintaqalarning paydo boʻlishidir. Shuning uchun, kun va quyosh ekvatorlari tekisliklari bir-biriga to'g'ri keladigan tengkunlik davrlarida, Yer Quyoshdagi faol mintaqalarning ta'siriga eng sezgir.

11 yillik o'zgarishlar. Quyosh faolligi va magnit faollik o'rtasidagi bog'liqlik 11 ga ko'payadigan uzoq kuzatuvlar seriyasini solishtirganda aniq namoyon bo'ladi. yozgi davrlar quyosh faolligi. Quyosh faolligining eng yaxshi ma'lum ko'rsatkichi quyosh dog'lari sonidir. Ma'lum bo'lishicha, quyosh dog'lari soni maksimal bo'lgan yillarda magnit faollik ham eng katta qiymatga etadi, lekin magnit faollikning oshishi quyosh faolligining oshishiga nisbatan biroz kechikadi, shuning uchun o'rtacha bu kechikish bir yilni tashkil qiladi.

Ko'p asrlik o'zgarishlar - bir necha yil yoki undan ko'proq davrlar bilan er usti magnitlanishi elementlarining sekin o'zgarishi. Kundalik, mavsumiy va boshqa o'zgarishlardan farqli o'laroq tashqi kelib chiqishi, dunyoviy o'zgarishlar er yadrosida joylashgan manbalar bilan bog'liq. Dunyoviy o'zgarishlarning amplitudasi yiliga o'nlab nT ga etadi, bunday elementlarning o'rtacha yillik qiymatlarining o'zgarishi dunyoviy o'zgarishlar deb ataladi. Dunyoviy o'zgarishlarning izoliyalari bir nechta nuqtalar - dunyoviy o'zgaruvchanlik markazlari yoki o'choqlari atrofida to'plangan; bu markazlarda dunyoviy o'zgarishlarning kattaligi maksimal qiymatlarga etadi.

Magnit bo'ron - inson tanasiga ta'siri

Magnit maydonning mahalliy xarakteristikalari ba'zan ko'p soatlab o'zgaradi va o'zgarib turadi, keyin esa avvalgi darajasiga qaytadi. Bu hodisa magnit bo'roni deb ataladi. Magnit bo'ronlari ko'pincha butun dunyo bo'ylab to'satdan va bir vaqtning o'zida boshlanadi.

Quyosh porlashidan bir kun o'tgach, quyosh shamolining zarba to'lqini Yer orbitasiga etib boradi va magnit bo'roni boshlanadi. Og'ir kasal bemorlar Quyoshdagi chaqnashdan keyingi dastlabki soatlardan boshlab, qolganlari - Yerda bo'ron boshlangan paytdan boshlab aniq reaksiyaga kirishadilar. Har bir insonning umumiy tomoni shundaki, bu soatlarda bioritmlarning o'zgarishi. Miyokard infarkti bilan kasallanganlar soni epidemiyadan keyingi kun oshadi (magnit jim kunlarga nisbatan taxminan 2 baravar ko'p). Xuddi shu kuni olovdan kelib chiqqan magnitosfera bo'roni boshlanadi. Mutlaqo sog'lom odamlarda immunitet faollashadi, ishlashning oshishi va kayfiyatning yaxshilanishi bo'lishi mumkin.

Eslatma: ketma-ket bir necha kun yoki undan ko'proq davom etadigan geomagnit osoyishtalik shahar aholisining tanasiga ko'p jihatdan tushkunlikka ta'sir qiladi, masalan, bo'ron - depressiya va zaif immunitetni keltirib chiqaradi. Kp = 0 - 3 oralig'ida magnit maydonning ozgina "sakrashi" o'zgarishlarga bardosh berishni osonlashtiradi. atmosfera bosimi va boshqa ob-havo omillari.

Kp-indeks qiymatlarining quyidagi gradatsiyasi qabul qilinadi:

Kp = 0-1 - geomagnit vaziyat tinch (sokin);

Kp = 1-2 - geomagnit sharoitlar tinchdan biroz bezovtalanishgacha;

Kp = 3-4 - biroz bezovtalanishdan bezovtalanishgacha;

Kp = 5 va undan yuqori - zaif magnit bo'roni (G1 darajasi);

Kp = 6 va undan yuqori - o'rtacha magnit bo'roni (G2 darajasi);

Kp = 7 va undan yuqori - kuchli magnit bo'roni (G3 darajasi); baxtsiz hodisalar, ob-havoga bog'liq bo'lgan odamlarning sog'lig'ining yomonlashishi mumkin

Kp = 8 va undan yuqori - juda kuchli magnit bo'roni (G4 darajasi);

Kp = 9 - juda kuchli magnit bo'roni (G5 darajasi) - mumkin bo'lgan maksimal qiymat.

Magnitosfera va magnit bo'ronlari holatini onlayn kuzatish bu erda:

Institutda olib borilgan ko'plab tadqiqotlar natijasida kosmik tadqiqotlar(IKI), Yer magnitizmi, ionosfera va radioto'lqinlarning tarqalishi instituti (IZMIRAN), nomidagi Tibbiyot akademiyasi. ULAR. Sechenov va Rossiya Fanlar akademiyasining Tibbiyot va biologik muammolar instituti tadqiqotida ma'lum bo'lishicha, geomagnit bo'ronlar paytida yurak-qon tomir tizimi patologiyalari bo'lgan bemorlarda, ayniqsa miyokard infarkti bilan og'rigan bemorlarda qon bosimi ko'tarilgan, qon yopishqoqligi sezilarli darajada oshgan, kapillyarlarda uning oqimining tezligi sekinlashdi va tomirlar tonusi o'zgarib, stress gormonlari faollashdi.

Ba'zi sog'lom odamlarning tanasida ham o'zgarishlar sodir bo'ldi, lekin ular asosan charchoqqa, diqqatning pasayishiga, bosh og'rig'iga, bosh aylanishiga olib keldi va jiddiy xavf tug'dirmadi. Astronavtlarning jasadlari o'zgarishlarga biroz kuchliroq munosabatda bo'lishdi: ularda aritmiya paydo bo'ldi va qon tomirlari ohangini o'zgartirdi. Orbitadagi tajribalar shuni ko'rsatdiki, bu Yerda boshqa omillar emas, balki kosmosda ta'sir qiladigan elektromagnit maydonlar inson holatiga salbiy ta'sir qiladi. Bundan tashqari, yana bir "xavf guruhi" aniqlandi - qo'shimcha stressga ta'sir qilish bilan bog'liq ortiqcha moslashish tizimiga ega bo'lgan sog'lom odamlar (bu holda, yurak-qon tomir tizimiga ham ta'sir qiladigan vaznsizlik).

Tadqiqotchilar geo magnit bo'ronlari xuddi shunday sabab bo'ladi moslashish stressi, shuningdek, vaqt zonalarining keskin o'zgarishi, insonning biologik sirkadiyalik ritmlarini buzadi. To'satdan quyosh chaqnashlari va quyosh faolligining boshqa ko'rinishlari Yerning geomagnit maydonining nisbatan muntazam ritmlarini keskin o'zgartiradi, bu hayvonlar va odamlarning o'z ritmlarini buzishiga va adaptiv stressni keltirib chiqaradi.

Sog'lom odamlar buni nisbatan osonlik bilan engishadi, ammo yurak-qon tomir tizimi patologiyalari bo'lgan, moslashish tizimi haddan tashqari zo'riqishli odamlar va yangi tug'ilgan chaqaloqlar uchun bu potentsial xavflidir.

Javobni oldindan aytish mumkin emas. Bularning barchasi ko'plab omillarga bog'liq: odamning ahvoliga, bo'ronning tabiatiga, chastota spektriga elektromagnit tebranishlar va hokazo. Geomagnit maydondagi o'zgarishlar organizmda sodir bo'ladigan biokimyoviy va biofizik jarayonlarga qanday ta'sir qilishi hali noma'lum: geomagnit signallarni qabul qiluvchilar - retseptorlari nima, odam elektromagnit nurlanish ta'siriga butun tanasi, alohida a'zolari bilan reaksiyaga kirishadimi yoki yo'qmi? hatto alohida hujayralar ham. Hozirda Quyosh faolligining odamlarga ta’sirini o‘rganish maqsadida Kosmik tadqiqotlar institutida geliobiologiya laboratoriyasi ochilmoqda.

9. N.V.Koronovskiy. YERNING GEOLOGIK O'MTISHINING MAGNIT MAYDASI // Moskva Davlat universiteti ular. M.V.Lomonosov. Soros Educational Journal, N5, 1996, p. 56-63

Zamonaviy g'oyalarga ko'ra, u taxminan 4,5 milliard yil oldin shakllangan va shu paytdan boshlab sayyoramiz magnit maydon bilan o'ralgan. Erdagi hamma narsa, jumladan, odamlar, hayvonlar va o'simliklar unga ta'sir qiladi.

Magnit maydon taxminan 100 000 km balandlikka cho'ziladi (1-rasm). U barcha tirik organizmlar uchun zararli bo'lgan quyosh shamoli zarralarini yo'naltiradi yoki ushlaydi. Bu zaryadlangan zarralar Yerning radiatsiya kamarini tashkil qiladi va ular joylashgan Yerga yaqin fazoning butun hududi deyiladi. magnitosfera(2-rasm). Yerning Quyosh tomonidan yoritilgan tomonida magnitosfera radiusi taxminan 10-15 Yer radiusi bo'lgan sferik sirt bilan chegaralangan va qarama-qarshi tomonda u kometa dumi kabi bir necha minggacha masofaga cho'zilgan. Yer radiuslari, geomagnit quyruq hosil qiladi. Magnitosfera sayyoralararo maydondan o'tish hududi bilan ajratilgan.

Yerning magnit qutblari

Yer magnitining oʻqi yerning aylanish oʻqiga nisbatan 12° ga qiyshaygan. U Yer markazidan taxminan 400 km uzoqlikda joylashgan. Bu o'qning sayyora yuzasini kesib o'tadigan nuqtalari magnit qutblar. Yerning magnit qutblari haqiqiy geografik qutblarga to‘g‘ri kelmaydi. Hozirgi vaqtda magnit qutblarning koordinatalari quyidagicha: shimol - 77° shimoliy kenglik. va 102 ° Vt; janubiy - (65° jan. va 139° shim.).

Guruch. 1. Yer magnit maydonining tuzilishi

Guruch. 2. Magnitosferaning tuzilishi

Bir magnit qutbdan ikkinchisiga o'tadigan kuch chiziqlari deyiladi magnit meridianlar. Magnit va geografik meridianlar o'rtasida burchak hosil bo'ladi, deyiladi magnit og'ish. Erdagi har bir joy o'ziga xos egilish burchagiga ega. Moskva viloyatida egilish burchagi sharqqa 7 °, Yakutskda esa g'arbga taxminan 17 °. Bu Moskvadagi kompas ignasining shimoliy uchi Moskvadan o'tadigan geografik meridianning o'ng tomoniga T ga, Yakutskda esa mos keladigan meridianning chap tomoniga 17 ° ga og'ishini anglatadi.

Erkin osilgan magnit igna gorizontal ravishda faqat magnit ekvator chizig'ida joylashgan bo'lib, u geografik bilan mos kelmaydi. Agar magnit ekvatordan shimolga harakat qilsangiz, ignaning shimoliy uchi asta-sekin tushadi. Magnit igna va gorizontal tekislik hosil qilgan burchak deyiladi magnit moyillik. Shimoliy va janubiy magnit qutblarda magnit moyillik eng katta. U 90 ° ga teng. Shimoliy magnit qutbda erkin osilgan magnit igna shimoliy uchi pastga qarab vertikal ravishda o'rnatiladi va janubiy magnit qutbda uning janubiy uchi pastga tushadi. Shunday qilib, magnit igna er yuzasi ustidagi magnit maydon chiziqlarining yo'nalishini ko'rsatadi.

Vaqt o'tishi bilan magnit qutblarning er yuzasiga nisbatan pozitsiyasi o'zgaradi.

Magnit qutb 1831 yilda tadqiqotchi Jeyms C. Ross tomonidan hozirgi joylashuvidan yuzlab kilometr uzoqlikda kashf etilgan. Bir yilda o'rtacha 15 km yuradi. IN o'tgan yillar magnit qutblarning harakat tezligi keskin oshdi. Masalan, Shimoliy magnit qutb hozirda yiliga taxminan 40 km tezlikda harakatlanmoqda.

Yerning magnit qutblarining teskari aylanishi deyiladi magnit maydon inversiyasi.

Davomida geologik tarix Sayyoramizning magnit maydoni o'z qutblarini 100 martadan ko'proq o'zgartirgan.

Magnit maydon intensivligi bilan tavsiflanadi. Yerning ba'zi joylarida magnit maydon chiziqlari normal maydondan chetga chiqib, anomaliyalarni hosil qiladi. Masalan, Kursk magnit anomaliyasi (KMA) hududida maydon kuchi odatdagidan to'rt baravar yuqori.

Yerning magnit maydonida kunlik o'zgarishlar mavjud. Yer magnit maydonidagi bu o'zgarishlarning sababi atmosferada oqayotgan elektr toklaridir. baland balandlik. Ular quyosh radiatsiyasidan kelib chiqadi. Quyosh shamoli ta'sirida Yerning magnit maydoni buziladi va Quyoshdan yuz minglab kilometrlarga cho'zilgan yo'nalishda "iz" ga ega bo'ladi. Quyosh shamolining asosiy sababi, biz allaqachon bilganimizdek, quyosh tojidan materiyaning juda ko'p chiqishidir. Ular Yerga qarab harakatlanar ekan, ular magnit bulutlarga aylanadi va Yerda kuchli, ba'zan ekstremal buzilishlarga olib keladi. Ayniqsa, Yer magnit maydonining kuchli buzilishlari - magnit bo'ronlari. Ba'zi magnit bo'ronlari butun Yer bo'ylab to'satdan va deyarli bir vaqtning o'zida boshlanadi, boshqalari esa asta-sekin rivojlanadi. Ular bir necha soat yoki hatto kun davom etishi mumkin. Magnit bo'ronlar ko'pincha quyosh yonishidan 1-2 kun o'tgach, Yerning Quyosh tomonidan chiqarilgan zarrachalar oqimidan o'tishi tufayli sodir bo'ladi. Kechikish vaqtiga asoslanib, bunday korpuskulyar oqim tezligi bir necha million km / soat deb baholanadi.

Kuchli magnit bo'ronlari paytida telegraf, telefon va radioning normal ishlashi buziladi.

Magnit bo'ronlar ko'pincha 66-67 ° kenglikda (avrora zonasida) kuzatiladi va auroralar bilan bir vaqtda sodir bo'ladi.

Yerning magnit maydonining tuzilishi hududning kengligiga qarab o'zgaradi. Magnit maydonning o'tkazuvchanligi qutblarga qarab ortadi. Qutbli hududlarda magnit maydon chiziqlari yer yuzasiga ko'proq yoki kamroq perpendikulyar bo'lib, huni shaklidagi konfiguratsiyaga ega. Ular orqali kun yoqasidan kelayotgan quyosh shamolining bir qismi magnitosferaga, keyin esa atmosferaning yuqori qatlamlariga kiradi. Magnit bo'ronlar paytida magnitosferaning dum qismidagi zarralar bu erga shoshilib, chegaralarga etib boradi. yuqori atmosfera Shimoliy va yuqori kengliklarida Janubiy yarim sharlar. Aynan mana shu zaryadlangan zarralar bu yerda auroralarni keltirib chiqaradi.

Shunday qilib, magnit bo'ronlari va magnit maydondagi kunlik o'zgarishlar, biz allaqachon aniqlaganimizdek, quyosh radiatsiyasi bilan izohlanadi. Ammo Yerning doimiy magnitlanishini yaratadigan asosiy sabab nima? Nazariy jihatdan, Yer magnit maydonining 99 foizi sayyora ichida yashiringan manbalar tufayli yuzaga kelishini isbotlash mumkin edi. Asosiy magnit maydon Yerning chuqurligida joylashgan manbalardan kelib chiqadi. Ularni taxminan ikki guruhga bo'lish mumkin. Ularning asosiy qismi er yadrosidagi jarayonlar bilan bog'liq bo'lib, bu erda elektr o'tkazuvchan moddalarning uzluksiz va muntazam harakati tufayli elektr toklari tizimi yaratiladi. Ikkinchisi, er qobig'idagi jinslarning asosiy magnitlanganligi bilan bog'liq elektr maydoni(yadro maydoni), o'zlarining magnit maydonini yarating, bu yadroning magnit maydoni bilan birlashtiriladi.

Magnit maydondan tashqari Yer atrofida boshqa maydonlar ham mavjud: a) tortishish; b) elektr; c) termal.

Gravitatsion maydon Yer tortishish maydoni deb ataladi. U geoid yuzasiga perpendikulyar plumb chizig'i bo'ylab yo'naltirilgan. Agar Yer inqilob ellipsoidi shakliga ega bo'lsa va unda massalar teng taqsimlangan bo'lsa, unda u oddiy tortishish maydoniga ega bo'lar edi. Haqiqiy kuchlanish o'rtasidagi farq tortishish maydoni va nazariy - tortishish anomaliyasi. Turli materiallar tarkibi va jinslarning zichligi bu anomaliyalarni keltirib chiqaradi. Ammo boshqa sabablar ham bo'lishi mumkin. Ularni quyidagi jarayon bilan tushuntirish mumkin - qattiq va nisbatan engil er qobig'ining og'irroq yuqori mantiyadagi muvozanati, bu erda yotqizilgan qatlamlarning bosimi tenglashadi. Bu oqimlar tektonik deformatsiyalarni, litosfera plitalarining harakatini keltirib chiqaradi va shu bilan Yerning makrorelefini yaratadi. Gravitatsiya Yerdagi atmosferani, gidrosferani, odamlarni, hayvonlarni ushlab turadi. Geografik konvertdagi jarayonlarni o'rganishda tortishish kuchini hisobga olish kerak. Atama " geotropizm" Bu o'simlik organlarining o'sish harakatlari bo'lib, ular tortishish kuchi ta'sirida har doim Yer yuzasiga perpendikulyar bo'lgan birlamchi ildizning o'sishining vertikal yo'nalishini ta'minlaydi. Gravitatsiya biologiyasi o'simliklardan eksperimental mavzu sifatida foydalanadi.

Agar tortishish hisobga olinmasa, raketalarni uchirish uchun dastlabki ma'lumotlarni hisoblash mumkin emas va kosmik kemalar, rudali minerallarning gravimetrik qidiruvini va nihoyat, imkonsiz qiladi yanada rivojlantirish astronomiya, fizika va boshqa fanlar.

Maqolaning mazmuni

YERNING MAGNETIK MAYDONI. Quyosh sistemasidagi aksariyat sayyoralar u yoki bu darajada magnit maydonga ega. Dipol magnit momentining kamayish tartibida birinchi o'rinda Yupiter va Saturn, undan keyin Yer, Merkuriy va Mars, Yerning magnit momentiga nisbatan ularning momentlarining qiymati 20 000, 500, 1, 3 ga teng. /5000 3/10000. 1970 yilda Yerning dipol magnit momenti 7,98 10 25 G/sm 3 (yoki 8,3 10 22 A.m 2) bo‘lib, o‘n yil ichida 0,04 10 25 G/sm 3 ga kamaydi. Sirtdagi o'rtacha maydon kuchi taxminan 0,5 Oe (5 · 10 -5 T) ni tashkil qiladi. Yerning asosiy magnit maydonining uch radiusdan kam masofalargacha shakli ekvivalent magnit dipol maydoniga yaqin. Uning markazi Yerning markaziga nisbatan 18° shimolga siljigan. va 147,8° E. d) Ushbu dipolning o'qi Yerning aylanish o'qiga 11,5 ° ga moyil. Geomagnit qutblar mos keladigan geografik qutblardan bir xil burchak bilan ajratilgan. Bundan tashqari, janubiy geomagnit qutb shimoliy yarim sharda joylashgan. Ayni paytda u shimoliy yaqinda joylashgan geografik qutb Shimoliy Grenlandiyadagi yerlar. Uning koordinatalari j = 78,6 + 0,04° T N, l = 70,1 + 0,07 ° T Vt, bu erda T - 1970 yildan beri o'n yilliklar soni. Shimoliy magnit qutbda j = 75 ° S, l = 120,4° E (Antarktidada). Yer magnit maydonining haqiqiy magnit maydon chiziqlari o'rtacha bu dipolning maydon chiziqlariga yaqin bo'lib, ulardan qobiqdagi magnitlangan jinslarning mavjudligi bilan bog'liq mahalliy tartibsizliklarda farqlanadi. Dunyoviy o'zgarishlar natijasida geomagnit qutb geografik qutbga nisbatan taxminan 1200 yillik davr bilan o'tadi. Katta masofalarda Yerning magnit maydoni assimetrikdir. Quyoshdan chiqadigan plazma oqimi (quyosh shamoli) ta'sirida Yerning magnit maydoni buziladi va Quyosh yo'nalishi bo'yicha "iz"ga ega bo'ladi, u yuz minglab kilometrlarga cho'zilib, orbitadan tashqariga chiqadi. Oy.

Yer magnit maydonining kelib chiqishi va tabiatini o‘rganuvchi geofizikaning maxsus bo‘limi geomagnetizm deb ataladi. Geomagnitizm asosiy, doimiy komponentning paydo bo'lishi va evolyutsiyasi muammolarini ko'rib chiqadi geomagnit maydon, o'zgaruvchan komponentning tabiati (asosiy maydonning taxminan 1%), shuningdek, magnitosferaning tuzilishi - Quyosh shamoli bilan o'zaro ta'sir qiluvchi er atmosferasining eng yuqori magnitlangan plazma qatlamlari va Yerni kosmik nurlanishdan himoya qilish. Muhim vazifa - geomagnit maydon o'zgarishlarining qonuniyatlarini o'rganish, chunki ular birinchi navbatda quyosh faolligi bilan bog'liq tashqi ta'sirlardan kelib chiqadi. .

Magnit maydonning kelib chiqishi.

Yer magnit maydonining kuzatilgan xususiyatlari uning gidromagnit dinamo mexanizmi tufayli paydo bo'lishi haqidagi g'oyaga mos keladi. Bu jarayonda sayyoraning suyuq yadrosidagi yoki yulduz plazmasidagi elektr o'tkazuvchan moddalarning harakati (odatda konvektiv yoki turbulent) natijasida asl magnit maydon kuchayadi. Bir necha ming K moddaning haroratida uning o'tkazuvchanligi etarlicha yuqori bo'lib, hatto zaif magnitlangan muhitda ham sodir bo'ladigan konvektiv harakatlar qonunlarga muvofiq o'zgaruvchan elektr toklarini qo'zg'atishi mumkin. elektromagnit induksiya, yangi magnit maydonlarni yaratish. Bu maydonlarning yemirilishi yoki issiqlik energiyasini (Joule qonuniga ko'ra) hosil qiladi yoki yangi magnit maydonlarning paydo bo'lishiga olib keladi. Harakatlarning tabiatiga qarab, bu maydonlar asl maydonlarni zaiflashtirishi yoki kuchaytirishi mumkin. Maydonni kuchaytirish uchun harakatlarning ma'lum bir assimetriyasi etarli. Shunday qilib, gidromagnit dinamo uchun zarur shart - bu o'tkazuvchi muhitda harakatlarning mavjudligi va etarli shart - bu muhitning ichki oqimlarining ma'lum bir assimetriyasi (spiralligi) mavjudligi. Ushbu shartlar bajarilganda, kuchaytirish jarayoni Joule issiqligidan kelib chiqadigan yo'qotishlar davom etguncha davom etadi, bu oqim kuchi ortishi bilan ortib boradi, gidrodinamik harakatlar tufayli keladigan energiya oqimi muvozanatlanadi.

Dinamo effekti - o'tkazuvchan suyuqlik yoki gaz plazmasining harakati tufayli magnit maydonlarni o'z-o'zidan qo'zg'atish va statsionar holatda saqlash. Uning mexanizmi avlodga o'xshaydi elektr toki va o'z-o'zidan hayajonlangan dinamoda magnit maydon. Quyosh va sayyoralarning Yerning o'ziga xos magnit maydonlari, shuningdek, ularning mahalliy maydonlari, masalan, quyosh dog'lari va faol mintaqalar maydonlarining kelib chiqishi dinamo effekti bilan bog'liq.

Geomagnit maydonning tarkibiy qismlari.

Yerning o'z magnit maydonini (geomagnit maydoni) quyidagi uchta asosiy qismga bo'lish mumkin.

1. Vaqt o'tishi bilan sekin o'zgarishlarni (dunyoviy o'zgarishlarni) boshdan kechiradigan Yerning asosiy magnit maydoni 10 dan 10 000 yilgacha bo'lgan davrlarda 10-20, 60-100, 600-1200 va 8000 yil oralig'ida to'plangan. Ikkinchisi dipol magnit momentining 1,5-2 marta o'zgarishi bilan bog'liq.

2. Global anomaliyalar - 10 000 km gacha bo'lgan xarakterli o'lchamlarga ega bo'lgan alohida hududlar intensivligining 20% ​​gacha bo'lgan ekvivalent dipoldan og'ishlar. Ushbu anomal sohalar dunyoviy o'zgarishlarni boshdan kechiradi, bu esa ko'p yillar va asrlar davomida vaqt o'tishi bilan o'zgarishlarga olib keladi. Anomaliyalarga misollar: Braziliya, Kanada, Sibir, Kursk. Dunyoviy o'zgarishlar jarayonida global anomaliyalar o'zgaradi, parchalanadi va yana paydo bo'ladi. Pastki kengliklarda yiliga 0,2° tezlikda uzunlik boʻyicha gʻarbiy tomonga siljish kuzatiladi.

3. Uzunligi bir necha yuzlab km gacha bo'lgan tashqi qobiqlarning mahalliy mintaqalarining magnit maydonlari. Ular yer qobig'ini tashkil etuvchi va yer yuzasiga yaqin joylashgan Yerning yuqori qatlamidagi jinslarning magnitlanishi natijasida yuzaga keladi. Eng kuchlilaridan biri bu Kursk magnit anomaliyasi.

4. Yerning o'zgaruvchan magnit maydoni (tashqi deb ham ataladi) er yuzasidan tashqarida va uning atmosferasida joylashgan oqim tizimlari ko'rinishidagi manbalar tomonidan aniqlanadi. Bunday maydonlarning asosiy manbalari va ularning o'zgarishi quyosh shamoli bilan birga Quyoshdan kelayotgan va Yer magnitosferasining tuzilishi va shaklini tashkil etuvchi magnitlangan plazmaning korpuskulyar oqimlaridir.

Yer atmosferasi magnit maydonining tuzilishi.

Yerning magnit maydoniga magnitlangan quyosh plazmasi oqimi ta'sir qiladi. Yer maydoni bilan o'zaro ta'sir qilish natijasida magnitopauza deb ataladigan Yerga yaqin magnit maydonining tashqi chegarasi hosil bo'ladi. U yer magnitosferasini cheklaydi. Quyosh korpuskulyar oqimlarining ta'siri tufayli magnitosferaning hajmi va shakli doimiy ravishda o'zgarib turadi va tashqi manbalar tomonidan belgilanadigan o'zgaruvchan magnit maydon paydo bo'ladi. Uning o'zgaruvchanligi ionosferaning pastki qatlamlaridan magnitopauzagacha bo'lgan turli balandliklarda rivojlanayotgan oqim tizimlariga bog'liq. Vaqt o'tishi bilan Yer magnit maydonining turli sabablarga ko'ra sodir bo'lgan o'zgarishlari geomagnit o'zgarishlar deb ataladi, ular ham davomiyligi, ham Yerda va uning atmosferasida lokalizatsiyasi bilan farqlanadi.

Magnetosfera - bu Yerning magnit maydoni tomonidan boshqariladigan Yerga yaqin bo'shliq mintaqasi. Magnitosfera quyosh shamolining atmosferaning yuqori qatlamlari plazmasi va Yer magnit maydoni bilan o'zaro ta'siri natijasida hosil bo'ladi. Magnitosferaning shakli magnit maydon chiziqlari shaklini takrorlaydigan bo'shliq va uzun dumdir. Quyosh ostidagi nuqta o'rtacha 10 Yer radiusi masofasida joylashgan va magnitosferaning dumi Oy orbitasidan tashqariga chiqadi. Magnitosferaning topologiyasi quyosh plazmasining magnitosferaga bostirib kirish joylari va oqim tizimlarining tabiati bilan belgilanadi.

Magnit quyruq hosil bo'ladi Yer magnit maydonining qutb mintaqalaridan chiqadigan va quyosh shamoli ta'sirida Quyoshdan Yerning tungi tomoniga qadar yuzlab Yer radiuslarigacha cho'zilgan kuch chiziqlari. Natijada, quyosh shamoli plazmasi va quyosh korpuskulyar oqimlari yer magnitosferasi atrofida aylanib, unga o'ziga xos quyruq shaklini beradi. Magnitosferaning dumida, Yerdan katta masofalarda, Yer magnit maydonining kuchi va shuning uchun ularning himoya xususiyatlari zaiflashadi va quyosh plazmasining ba'zi zarralari Yer magnitosferasining ichki qismiga kirib, kirishga qodir. radiatsiya kamarlarining magnit tuzoqlari. Magnitosferaning boshiga aurora ovallari hududiga kirib boradi quyosh shamoli va sayyoralararo maydonning o'zgaruvchan bosimi ta'sirida quyruq auroralar va auroral oqimlarni keltirib chiqaradigan cho'kindi zarrachalar oqimlarini hosil qilish uchun joy bo'lib xizmat qiladi. Magnitosfera sayyoralararo fazodan magnitopauza bilan ajratilgan. Magnitopauza bo'ylab korpuskulyar oqimlarning zarralari magnitosfera atrofida oqadi. Quyosh shamolining Yer magnit maydoniga ta'siri ba'zan juda kuchli. Magnetopoz – Yer (yoki sayyora) magnitosferasining tashqi chegarasi, bu erda quyosh shamolining dinamik bosimi o'z magnit maydonining bosimi bilan muvozanatlanadi. Odatda quyosh shamoli parametrlari bilan quyosh osti nuqtasi Yer markazidan 9-11 Yer radiusi uzoqlikda joylashgan. Yerdagi magnit buzilishlar davrida magnitopauza geostatsionar orbitadan tashqariga chiqishi mumkin (6,6 Yer radiusi). Zaif quyosh shamoli bilan quyosh osti nuqtasi 15-20 Yer radiusi masofasida joylashgan.

Quyoshli shamol -

plazmaning quyosh tojidan sayyoralararo fazoga chiqishi. Yer orbitasi darajasida o'rtacha tezlik quyosh shamoli zarralari (protonlar va elektronlar) taxminan 400 km / s, zarrachalar soni 1 sm 3 uchun bir necha o'nlab.

Magnit bo'roni.

Magnit maydonning mahalliy xarakteristikalari ba'zan ko'p soatlab o'zgaradi va o'zgarib turadi, keyin esa avvalgi darajasiga qaytadi. Bu hodisa deyiladi magnit bo'roni. Magnit bo'ronlari ko'pincha butun dunyo bo'ylab to'satdan va bir vaqtning o'zida boshlanadi.

Geomagnit o'zgarishlar.

Turli omillar ta'sirida vaqt o'tishi bilan Yer magnit maydonining o'zgarishi geomagnit o'zgarishlar deb ataladi. Kuzatilgan magnit maydon kuchi va uning har qanday uzoq vaqt davomida, masalan, bir oy yoki bir yil davomidagi o'rtacha qiymati o'rtasidagi farq geomagnit o'zgaruvchanlik deb ataladi. Kuzatishlarga ko'ra, geomagnit o'zgarishlar vaqt o'tishi bilan uzluksiz o'zgarib turadi va bunday o'zgarishlar ko'pincha davriy bo'ladi.

Kundalik o'zgarishlar. Geomagnit maydonning kunlik o'zgarishlari muntazam ravishda sodir bo'ladi, bu asosan Yer ionosferasidagi oqimlarning kun davomida Quyosh tomonidan yoritilishining o'zgarishi natijasida yuzaga keladi.

Noto'g'ri o'zgarishlar. Magnit maydondagi tartibsiz o'zgarishlar quyosh plazmasi oqimining (quyosh) ta'siri tufayli yuzaga keladi. shamol) Yer magnitosferasida, shuningdek, magnitosfera ichidagi o'zgarishlar va magnitosferaning ionosfera bilan o'zaro ta'siri.

27 kunlik o'zgarishlar. 27 kunlik o'zgarishlar har 27 kunda takrorlanadigan geomagnit faollikning oshishi tendentsiyasi sifatida mavjud bo'lib, bu Yerdagi kuzatuvchiga nisbatan Quyoshning aylanish davriga to'g'ri keladi. Bu naqsh Quyoshda bir necha quyosh inqiloblari paytida kuzatilgan uzoq muddatli faol hududlar mavjudligi bilan bog'liq. Ushbu naqsh magnit faolligi va magnit bo'ronlarining 27 kunlik takrorlanishi shaklida o'zini namoyon qiladi.

Mavsumiy o'zgarishlar. Magnit faollikning mavsumiy o'zgarishlari bir necha yillar davomida kuzatuvlarni qayta ishlash natijasida olingan magnit faollik bo'yicha oylik o'rtacha ma'lumotlar asosida ishonchli tarzda aniqlanadi. Ularning amplitudasi umumiy magnit faolligi oshishi bilan ortadi. Ma'lum bo'lishicha, magnit faollikning mavsumiy o'zgarishlari tengkunlik davrlariga to'g'ri keladigan ikkita maksimal va quyosh to'siqlari davrlariga mos keladigan ikkita minimaga ega. Bu oʻzgarishlarning sababi Quyoshda 10 dan 30° gacha boʻlgan shimoliy va janubiy geliografik kengliklardagi zonalarga toʻplangan faol mintaqalarning paydo boʻlishidir. Shuning uchun, kun va quyosh ekvatorlari tekisliklari bir-biriga to'g'ri keladigan tengkunlik davrlarida, Yer Quyoshdagi faol mintaqalarning ta'siriga eng sezgir.

11 yillik o'zgarishlar. Quyosh faolligi va magnit faolligi o'rtasidagi bog'liqlik quyosh faolligining 11 yillik davrlarining ko'p martalik kuzatuvlarini taqqoslaganda aniq namoyon bo'ladi. Quyosh faolligining eng yaxshi ma'lum ko'rsatkichi quyosh dog'lari sonidir. Ma'lum bo'lishicha, quyosh dog'lari soni maksimal bo'lgan yillarda magnit faollik ham eng katta qiymatga etadi, lekin magnit faollikning oshishi quyosh faolligining oshishiga nisbatan biroz kechikadi, shuning uchun o'rtacha bu kechikish bir yilni tashkil qiladi.

Ko'p asrlik o'zgarishlar- bir necha yil yoki undan ko'proq davrlar bilan er usti magnitlanishi elementlarining sekin o'zgarishi. Kundalik, mavsumiy va boshqa tashqi oʻzgarishlardan farqli oʻlaroq, dunyoviy oʻzgarishlar yer yadrosida joylashgan manbalar bilan bogʻliq. Dunyoviy o'zgarishlarning amplitudasi yiliga o'nlab nT ga etadi, bunday elementlarning o'rtacha yillik qiymatlarining o'zgarishi dunyoviy o'zgarishlar deb ataladi. Dunyoviy o'zgarishlarning izoliyalari bir nechta nuqtalar - dunyoviy o'zgaruvchanlik markazlari yoki o'choqlari atrofida to'plangan; bu markazlarda dunyoviy o'zgarishlarning kattaligi maksimal qiymatlarga etadi.

Radiatsiya kamarlari va kosmik nurlar.

Erning radiatsiya kamarlari - bu Yerga eng yaqin bo'shliqning ikkita hududi bo'lib, ular Yerni yopiq magnit tuzoqlar shaklida o'rab turadi.

Ularda Yerning dipol magnit maydoni tomonidan tutilgan proton va elektronlarning ulkan oqimlari mavjud. Yerning magnit maydoni Yerga yaqin muhitda harakatlanadigan elektr zaryadlangan zarrachalarga kuchli ta'sir ko'rsatadi. kosmik fazo. Ushbu zarrachalarning ikkita asosiy manbai mavjud: kosmik nurlar, ya'ni. energetik (1 dan 12 GeV gacha) elektronlar, protonlar va yadrolar og'ir elementlar, deyarli engil tezlikda, asosan, Galaktikaning boshqa qismlaridan keladi. Va Quyosh tomonidan chiqarilgan kamroq energiyali zaryadlangan zarrachalarning korpuskulyar oqimlari (10 5 -10 6 eV). Magnit maydonda elektr zarralari spiral shaklida harakat qiladi; zarrachaning traektoriyasi silindr atrofida o'ralganga o'xshaydi, uning o'qi bo'ylab elektr uzatish liniyasi. Ushbu xayoliy silindrning radiusi maydon kuchiga va zarrachaning energiyasiga bog'liq. Zarrachaning energiyasi qanchalik yuqori bo'lsa, ma'lum bir maydon kuchi uchun radius (Larmor radiusi deb ataladi) shunchalik katta bo'ladi. Agar Larmor radiusi Yer radiusidan ancha kichik bo'lsa, zarracha uning yuzasiga etib bormaydi, balki Yerning magnit maydoni tomonidan tutiladi. Agar Larmor radiusi Yer radiusidan ancha katta bo'lsa, zarracha magnit maydon yo'qdek harakat qiladi; zarralar ekvatorial mintaqalarda, agar ularning energiyasi 10 9 eV dan katta bo'lsa, Yerning magnit maydoniga kirib boradi. Bunday zarralar atmosferaga kirib boradi va uning atomlari bilan to'qnashganda, ma'lum miqdorda ikkilamchi kosmik nurlar hosil qiluvchi yadroviy o'zgarishlarni keltirib chiqaradi. Bu ikkilamchi kosmik nurlar allaqachon Yer yuzasida aniqlanmoqda. Kosmik nurlarni asl ko'rinishida (birlamchi kosmik nurlar) o'rganish uchun uskunalar raketalar va sun'iy Yer sun'iy yo'ldoshlariga ko'tariladi. Yerning magnit qalqonini «teshuvchi» energetik zarralarning taxminan 99% galaktik kelib chiqishi kosmik nurlardir va faqat 1% ga yaqini Quyoshda hosil bo'ladi. Yerning magnit maydoni juda ko'p sonli energiya zarralarini, ham elektronlar, ham protonlarni o'z ichiga oladi. Ularning energiyasi va konsentratsiyasi Yergacha bo'lgan masofaga va geomagnit kenglikka bog'liq. Zarrachalar, xuddi geomagnit ekvator atrofida Yerni o'rab turgan ulkan halqalarni yoki kamarlarni to'ldiradi.

Edvard Kononovich