Een geomagnetisch veld (GP) wordt gegenereerd door bronnen in de aarde, maar ook in de magnetosfeer en ionosfeer. Het beschermt de planeet en het leven erop tegen de schadelijke effecten van kosmische straling. Zijn aanwezigheid werd waargenomen door iedereen die het kompas vasthield en het ene uiteinde van de pijl naar het zuiden en het andere naar het noorden zag wijzen. Dankzij de magnetosfeer werden er grote ontdekkingen gedaan in de natuurkunde, en nog steeds wordt de aanwezigheid ervan gebruikt voor de zee, onder water, luchtvaart en ruimtevaart.
Algemeen kenmerk
Onze planeet is een enorme magneet. De noordpool bevindt zich in het "bovenste" deel van de aarde, niet ver van de geografische pool, en de zuidpool ligt naast de corresponderende geografische pool. Vanaf deze punten strekken zich vele duizenden kilometers de ruimte in de magnetische krachtlijnen uit die de magnetosfeer zelf vormen.
Magnetische en geografische polen zijn vrij ver van elkaar verwijderd. Als je een duidelijke lijn trekt tussen de magnetische polen, kun je eindelijk een magnetische as krijgen met een hellingshoek van 11, 3 ° ten opzichte van de rotatieas. Deze waarde is niet constant, en dat allemaal omdat de magnetische polen relatief ten opzichte van het oppervlak van de planeet bewegen en jaarlijks van locatie veranderen.
De aard van het geomagnetische veld
Een magnetisch scherm wordt gegenereerd door elektrische stromen (bewegende ladingen), die op een zeer behoorlijke diepte in een externe vloeibare kern in de aarde worden geboren. Het is een vloeiend metaal en het beweegt. Dit proces heet convectie. De bewegende materie van de kern vormt stromen en als gevolg daarvan magnetische velden.
Het magnetische scherm beschermt de aarde betrouwbaar tegen kosmische straling. De belangrijkste bron is de zonnewind - de beweging van geïoniseerde deeltjes die uit de zonnecorona stromen. De magnetosfeer buigt deze continue stroom af en leidt deze om de aarde, waardoor harde straling geen schadelijk effect heeft op alle levende wezens van de blauwe planeet.
Als de aarde geen geomagnetisch veld had, zou de zonnewind haar atmosfeer beroven. Volgens één hypothese is dit precies wat er op Mars is gebeurd. De zonnewind is verre van de enige bedreiging, aangezien de zon ook een grote hoeveelheid materie en energie vrijgeeft in de vorm van coronale emissies, vergezeld van een sterke stroom radioactieve deeltjes. Maar zelfs in deze gevallen beschermt het magnetische veld van de aarde het en buigt het deze stromen van de planeet af.
Een magnetisch scherm verandert ongeveer elke 250.000 jaar van pool. De magnetische noordpool neemt de plaats in van het noorden en vice versa. Wetenschappers hebben geen duidelijke verklaring waarom dit gebeurt.
Onderzoeksgeschiedenis
Kennismaking met mensen met de verbazingwekkende eigenschappen van aardmagnetisme vond plaats aan het begin van de beschaving. Al in de oudheid stond de mensheid bekend om magnetisch ijzererts - magnetiet. Het is echter onbekend wie en wanneer onthuld wordt dat natuurlijke magneten in de ruimte even georiënteerd zijn ten opzichte van de geografische polen van de planeet. Volgens één versie waren de Chinezen al in 1100 bekend met dit fenomeen, maar ze begonnen het pas twee eeuwen later in de praktijk te gebruiken. In West-Europa werd het magnetische kompas in 1187 gebruikt voor navigatie.
Structuur en kenmerken
Het magnetische veld van de aarde kan worden onderverdeeld in:
- het belangrijkste magnetische veld (95%), waarvan de bronnen zich in de buitenste bevinden en de elektrische stroomkern van de planeet geleiden;
- een abnormaal magnetisch veld (4%) gecreëerd door rotsen in de bovenste laag van de aarde met een goede magnetische gevoeligheid (een van de krachtigste is de Kursk magnetische anomalie);
- extern magnetisch veld (ook wel wisselend genoemd, 1%) geassocieerd met zonne-terrestrische interacties.
Regelmatige geomagnetische variaties
Veranderingen in het geomagnetische veld in de tijd onder invloed van zowel interne als externe (met betrekking tot het oppervlak van de planeet) bronnen worden magnetische variaties genoemd. Ze worden gekenmerkt door een afwijking van de huisartscomponenten van de gemiddelde waarde op de observatieplaats. Magnetische variaties hebben een continue aanpassing in de tijd en vaak zijn dergelijke veranderingen periodiek van aard.
Regelmatige variaties die dagelijks worden herhaald, zijn veranderingen in het magnetische veld die verband houden met veranderingen in de intensiteit van de huisarts door de zon en de maan. Variaties bereiken een maximum gedurende de dag en tijdens de maanconfrontatie.
Onregelmatige geomagnetische variaties
Deze veranderingen ontstaan als gevolg van de invloed van de zonnewind op de magnetosfeer van de aarde, veranderingen in de magnetosfeer zelf en de interactie met de geïoniseerde bovenste atmosfeer.
- Zevenentwintig dagen variaties bestaan als een patroon van hergroei van magnetische verstoring elke 27 dagen, wat overeenkomt met de rotatieperiode van het hemellichaam ten opzichte van de aardwaarnemer. Deze trend is te wijten aan het bestaan van actieve langlevende gebieden op onze inheemse ster, waargenomen tijdens verschillende van zijn omwentelingen. Het manifesteert zich in de vorm van een 27-daagse herhaalbaarheid van geomagnetische storingen en magnetische stormen.
- Elfjarige variaties worden geassocieerd met de periodiciteit van de zonnevlekvormende activiteit. Het bleek dat tijdens de jaren van de grootste concentratie van donkere gebieden op de zonneschijf, de magnetische activiteit ook zijn maximum bereikt, maar de groei van de geomagnetische activiteit blijft gemiddeld een jaar achter op de gemiddelde zonnegroei.
- Seizoensvariaties hebben twee maxima en twee minima die overeenkomen met de perioden van de equinoxen en de zonnewendetijd.
- Eeuwenoud, in tegenstelling tot het bovenstaande, van externe oorsprong, worden gevormd als gevolg van de beweging van materie en golfprocessen in de vloeibare geleidende kern van de planeet en zijn de belangrijkste bron van informatie over de elektrische geleidbaarheid van de onderste mantel en kern, over de fysieke processen die leiden tot convectie van materie, evenals over het mechanisme Aardgeomagnetisch veld generatie. Dit zijn de langzaamste variaties - met periodes van meerdere jaren tot een jaar.
De invloed van het magnetische veld op de levende wereld
Ondanks dat het magnetische scherm niet zichtbaar is, voelen de bewoners van de planeet het perfect. Trekvogels bouwen bijvoorbeeld hun route en richten zich daarop. Wetenschappers hebben verschillende hypothesen opgesteld met betrekking tot dit fenomeen. Een van hen suggereert dat vogels het visueel waarnemen. In de ogen van trekvogels zijn er speciale eiwitten (cryptochromen) die onder invloed van een geomagnetisch veld van positie kunnen veranderen. De auteurs van deze hypothese zijn er zeker van dat cryptochromen de rol van kompas kunnen spelen. Maar niet alleen vogels, maar ook zeeschildpadden gebruiken een magnetisch scherm als gps-navigator.
Menselijke blootstelling aan het magnetische scherm
De invloed van het geomagnetische veld op een persoon is fundamenteel anders dan elke andere, of het nu straling of een gevaarlijke stroom is, omdat het het menselijk lichaam volledig beïnvloedt.
Wetenschappers zijn van mening dat het geomagnetische veld werkt in het ultra-lage frequentiebereik, waardoor het voldoet aan de fysiologische basisritmen: ademhaling, hart en hersenen. Een persoon voelt misschien niets, maar het lichaam reageert er nog steeds op met functionele veranderingen in het zenuwstelsel, het cardiovasculaire systeem en de hersenactiviteit. Al jaren volgen psychiaters de relatie tussen uitbarstingen van intensiteit van het geomagnetische veld en verergering van psychische aandoeningen, wat vaak tot zelfmoord leidt.
"Indexering" van geomagnetische activiteit
Verstoringen van het magnetische veld geassocieerd met veranderingen in het magnetosfeer-ionosfeerstroomsysteem worden geomagnetische activiteit (GA) genoemd. Om het niveau te bepalen, worden twee indices gebruikt - A en K. De laatste toont de waarde van GA. Het wordt berekend op basis van magnetische schermmetingen die dagelijks worden uitgevoerd met intervallen van drie uur, beginnend om 00:00 UTC (Coordinated Universal Time). De hoogste indices van magnetische storing worden vergeleken met de waarden van het geomagnetische veld van een rustige dag voor een bepaalde wetenschappelijke instelling, waarbij rekening wordt gehouden met de maximale waarden van de waargenomen afwijkingen.
Op basis van de verkregen gegevens wordt de index K berekend. Omdat het een quasi-logaritmische grootheid is (d.w.z. het neemt met eenheid toe met een toename van de verstoring met ongeveer 2 keer), kan niet worden gemiddeld om een historisch langetermijnbeeld te krijgen van de toestand van het geomagnetische veld van de planeet. Hiervoor is er een index A, wat een dagelijkse gemiddelde waarde is. Het wordt vrij eenvoudig bepaald - elke dimensie van de index K wordt omgezet in een equivalente index. De waarden van K die gedurende de dag worden verkregen, worden gemiddeld, waardoor het mogelijk is om een index A te verkrijgen, waarvan de waarde op gewone dagen de drempel van 100 niet overschrijdt en tijdens de periode van ernstige magnetische stormen 200 kan overschrijden.
Omdat de verstoringen van het geomagnetische veld op verschillende punten op de planeet niet hetzelfde zijn, kunnen de waarden van index A uit verschillende wetenschappelijke bronnen aanzienlijk variëren. Om een dergelijke aanloop te voorkomen, worden de door de observatoria verkregen indices A teruggebracht tot het gemiddelde en verschijnt de globale index A r. Hetzelfde geldt voor de index K p, wat een fractionele waarde is in het bereik 0-9. De waarde van 0 tot 1 geeft aan dat het geomagnetische veld normaal is, wat betekent dat de optimale doorgangsvoorwaarden in de kortegolfbereiken behouden blijven. Natuurlijk onderhevig aan een vrij intense stroom zonnestraling. Een 2-punts geomagnetisch veld wordt gekenmerkt als een matige magnetische storing, wat de doorgang van decimetergolven enigszins bemoeilijkt. Waarden van 5 tot 7 geven de aanwezigheid aan van geomagnetische stormen, die het genoemde bereik ernstig verstoren, en in het geval van een sterke storm (8-9 punten) is de doorgang van korte golven onmogelijk.
| Ar | Om r | Beschrijving |
| 0 | 0 | Rustig |
| 2 | 1 | |
| 3 | ||
| 4 | ||
| 7 | 2 | Zwak verontwaardigd |
| 15 | 3 | |
| 27 | 4 | Woedend |
| 48 | 5 | Magnetische storm |
| 80 | 6 | |
| 132 | 7 | Grote magnetische storm |
| 208 | 8 | |
| 400 | 9 |
Het effect van magnetische stormen op de menselijke gezondheid
Negatieve effecten van magnetische stormen treffen 50-70% van de wereldbevolking. Tegelijkertijd wordt bij sommige mensen het optreden van een stressreactie 1-2 dagen vóór magnetische storing waargenomen, wanneer uitbraken in de zon worden waargenomen. Voor anderen, op het hoogtepunt of enige tijd na overmatige geomagnetische activiteit.
Meto-afhankelijke mensen, evenals degenen die aan chronische ziekten lijden, moeten een week lang informatie over het geomagnetische veld bijhouden, zodat met de mogelijke aanpak van magnetische stormen, fysieke en emotionele stress, evenals alle acties en gebeurtenissen die tot stress kunnen leiden, kunnen worden uitgesloten.
