Манитосферата обгръща всяко тяло с магнитно поле. Появява се поради факта, че частиците със заряди се отклоняват от първоначалната линия на движение под въздействието на вътрешния магнетизъм. Срещата на слънчевата енергия и магнитното поле образува плазмата, която покрива магнитосферната обвивка.
Влияние на Слънцето върху Земята
Слънцето излъчва голямо количество енергия, която непрекъснато се разширява, "изпарявайки се" навън. Това разширение се нарича слънчев вятър.
Слънчевият вятър се разпространява във всички посоки, запълвайки цялото междупланетно пространство. Поради тази причина в междузвездната област се образува плазмена формация, наречена плазма на слънчевия вятър.
Слънчевата плазма се движи по спирала, средно за 4 дни преодолява интервала между Слънцето и Земята.
Слънцето отделя енергия, благодарение на която животът продължава на Земята. Опасната радиация обаче идва и от Слънцето, която е разрушителна за всички живи същества на нашата планета. Когато Земята се движи около Слънцето, радиацията се разпределя неравномерно през цялата година. Поради тази причина сезоните се сменят.
Какво защитава Земята?
Естествената структура на планетата Земя я предпазва от вредната слънчева радиация. Земята е заобиколена от няколко черупки:
- магнитосфера, която предпазва от радиацията на слънчевия поток;
- йоносфера, която абсорбира рентгенови лъчи и ултравиолетова радиация;
- озоновия слой, който задържа остатъчни количества ултравиолетова радиация.
В резултат на това биосферата на Земята (местообитанието на живите организми) е напълно защитена.
Манитосферата на Земята е защитен слой, най-отдалечен от центъра на планетата. Това е бариера за плазмата на слънчевия вятър. Поради тази причина слънчевата плазма обикаля Земята, образувайки кухина, в която е скрито геомагнитното поле.
Защо има магнитно поле?
Причините за земния магнетизъм са скрити вътре в планетата. Както е известно за структурата на планетата Земя, тя се състои от:
- ядра;
- роби;
- Земната кора.
Има различни полета около планетата, включително гравитационни и магнитни. Гравитацията в най-простия си смисъл е привличането на земята за всички материални частици.
Манетизмът на Земята се крие в явленията, възникващи на границите на ядрото и мантията. Самата планета е огромен магнит, равномерно намагнетизирана топка.
Причината за всяко магнитно поле е електрически ток или непрекъснато намагнитване. Учени, занимаващи се с проблема с магнетизма на Земята, откриват:
- причини за магнитногравитацията на Земята;
- установете връзки между земния магнетизъм и неговите източници;
- определете разпределението и посоката на магнитното поле на планетата.
Тези изследвания се извършват чрез магнитни изследвания, както и чрез наблюдения в обсерватории - специални точки в различни региони на земното кълбо.
Как работи магнитосферата?
Типът и структурата на магнитосферата се разработват:
- слънчев вятър;
- земен магнетизъм.
Слънчевият вятър е изходът на плазма, която се разпределя от Слънцето във всяка посока. Скоростта на вятъра на земната повърхност е 300-800 km/s. Слънчевият вятър е изпълнен с протони, електрони, алфа частици и се характеризира с квази-неутралитет. Слънчевият вятър е надарен със слънчев магнетизъм, транспортиран чрез плазма много далеч.
Манитосферата на Земята е доста сложна кухина. Всички негови участъци са изпълнени с плазмени процеси, в които механизмите на ускорение на частиците са от голямо значение. От слънчевата страна разликата от центъра до границите на Земята се определя от силата на слънчевия вятър и може да достигне от 60 до 70 хиляди километра, което е равно на 10-12 земни радиуса Re. Re е равно на 6371 км.
Границите на магнитосферата са различни в зависимост от местоположението спрямо Слънцето. Подобна граница от слънчевата страна е подобна по форма на снаряд. Приблизителното му разстояние е 15 Re. От тъмната страна магнитосферата приема формата на цилиндрична опашка, нейният радиус е 20-25 Re, дължината му е повече от 200 Re, краят е неизвестен.
В магнитосфератаима зони с високоенергийни частици, те се наричат "радиационни пояси". Магнитосферата е способна да инициира различни трептения и сама по себе си е източник на радиация, някои от които могат да проникнат в Земята.
Плазмата изтича в магнитосферата на Земята през интервали между характеристиките на магнитопаузата - полярните куспиди, както и поради хидромагнитни явления и нестабилности.
Активност на магнитното поле
Манитосферата на Земята влияе върху геомагнитната активност, геомагнитните бури и суббурите.
Тя защитава живота на Земята. Без нея животът щеше да спре. Според учените океаните на Марс и неговата атмосфера са отишли в космоса поради неприкрито влияние на слънчевия вятър. По същия начин водите на Венера бяха отнесени в космоса от слънчев поток.
Юпитер, Уран, Сатурн и Нептун също имат магнитосфера. Марс и Меркурий имат малки магнитни обвивки. Венера изобщо го няма, слънчевият вятър се управлява благодарение на йоносферата.
Функции на полето
Основното свойство на магнитното поле е неговият интензитет. Магнитният интензитет е векторна величина. Магнитното поле на планетата е изобразено с помощта на силови линии, допирателните към тях показват посоката на вектора на интензитета.
Магнитното поле днес е 0,5 ерстед или 0,1 a/m. Учените допускат колебания в величината в миналото. Но за последните 2-3,5 милиарда години геомагнитното поле не се е променило.
Точки на Земята, където напрежението е вертикално насочено, се наричат магнитни полюси. Има двама на Земята:
- Север;
- Южен.
През двата полюса минава права линия - магнитната ос. Кръгът, перпендикулярен на оста, е магнитният екватор. Силата на полето при екватора е хоризонтална.
Магнитни стълбове
Магнитните полюси не отговарят на обичайните географски. Географските полюси са разположени по протежение на географската ос, по която се върти планетата. Когато Земята се движи около Слънцето, посоката на земната ос се запазва.
Иглата на компаса сочи точно към северния магнитен полюс. Магнитните обсерватории измерват флуктуациите на магнитното поле през деня, някои от тях участват във всяко второ измерване.
Магнитните меридиани минават от Северния до Южния полюс. Ъгълът между магнитния и географския меридиан се нарича магнитна деклинация. Всяка точка на земята има свой собствен ъгъл на деклинация.
На екватора стрелката на магнита е поставена хоризонтално. При движение на север горният край на стрелката се втурва надолу. Ъгълът между показалеца и хоризонталната повърхност е магнитният наклон. В района на полюсите наклонът е най-голям и възлиза на 90 градуса.
Движение на магнитното поле
Местоположението на магнитните полюси се променя с времето.
Първоначално магнитният полюс е открит през 1831 г., а след това се намира на стотици километри от сегашното местоположение. Приблизително разстояние за пътуване годишно е 15 км.
През последните години темпът на движение на магнитните полюси се увеличава. Северният полюс се движискорост от 40 км годишно.
Промяна на магнитни полета
Процесът на смяна на полярностите на Земята се нарича инверсия. Учените знаят за поне 100 случая, когато геомагнитното поле е обърнало полярността си.
Смята се, че инверсията се случва веднъж на всеки 11-12 хиляди години. Други версии се наричат 13, 500 и дори 780 хиляди години. Може би инверсията няма ясна периодичност. Учените смятат, че по време на предишни инверсии животът на Земята е бил запазен.
Хората се чудят: "Кога е следващото обръщане на полярността?"
Фазата на изместване на полюса се случва през последния век. Южният полюс сега се намира в Индийския океан, докато Северният полюс се движи през Северния ледовит океан към Сибир. В този случай магнитното поле близо до полюсите отслабва. Напрежението намалява.
Най-вероятно при следващата инверсия животът на Земята ще продължи. Въпросът е само на каква цена. Ако инверсията се случи с изчезването на магнитосферата на Земята за кратко време, това може да бъде много опасно за човечеството. Една незащитена планета е изложена на неблагоприятното въздействие на космическите лъчи. В допълнение, изчерпването на озоновия слой също може да представлява сериозна опасност.
Смяната на полюсите на Слънцето, която се случи през 2001 г., не доведе до спиране на магнитния му слой. Дали ще има подобен сценарий на Земята, учените не знаят.
Нарушение на земната магнитосфера: въздействие върху хората
При първоначалния подход слънчевата плазма не достига до магнитосферата. Но при определени условияпропускливостта на плазмата се нарушава, възниква увреждане на магнитната обвивка. Слънчевата плазма и нейната енергия проникват в магнитосферата. По отношение на скоростта на енергийните потоци има три варианта за реакция на магнитосферата:
- Тихо състояние на магнитосферата - черупката не променя състоянието си, тъй като скоростта на движение на енергията е твърде ниска или равна на количеството разсеяна енергия вътре в магнитната сфера.
- Магнитна суббуря. Състояние, което възниква, когато скоростта на входящата енергия е по-висока от скоростта на стационарно разсейване и част от енергията излиза от магнитосферата през канал, наречен суббуря. Процесът се състои в освобождаване на част от магнитосферната енергия. Най-яркото му олицетворение е полярното сияние. Емисиите на излишна енергия могат да се появят на интервали от 3 часа в полярните области на двете полукълба.
- Магнитната буря е процес на силно смущение на полето поради високата скорост на енергията, идваща отвън. Магнитното поле също се променя отдолу, в областта на екватора.
Магнитното поле на Земята се променя локално по време на суббури, докато промените са глобални по време на бури. Във всеки случай тези промени не са по-високи от няколко процента, което е много по-малко от създадените от човека полета.
Медицината вярва, че магнитните бури влияят неблагоприятно на човешкото здраве. През този период се увеличава броят на пациентите, страдащи от сърдечно-съдови патологии, депресия и други нервно-психични разстройства.нарушения.
Голяма е ролята на магнитосферата на Земята във всички географски процеси на планетата. Тази защитна обвивка предпазва нашата планета от много неблагоприятни процеси и влияе на метеорологичните условия. Под влияние на промените в магнитосферата на Земята се променят климатичните особености, формите на живот на животните и растенията и много други.
