Геомагниттік өріс: ерекшеліктері, құрылымы, сипаттамалары және зерттелу тарихы

2024 Автор: Henry Conors | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-02-12 09:50

Геомагниттік өріс (GP) Жердің ішінде, сондай-ақ магнитосфера мен ионосферада орналасқан көздер арқылы жасалады. Ол ғаламшарды және ондағы тіршілікті ғарыштық сәулеленудің зиянды әсерінен қорғайды. Оның қатысуын компасты ұстағандардың барлығы бақылап, көрсеткінің бір ұшы оңтүстікке, ал екіншісі солтүстікке қалай бағытталғанын көрді. Магнитосфераның арқасында физикада үлкен жаңалықтар ашылды және әзірге оның болуы теңіз, су асты, авиация және ғарыштық навигация үшін пайдаланылады.

Жалпы сипаттамалар

Біздің планета - үлкен магнит. Оның солтүстік полюсі жердің «жоғарғы» бөлігінде, географиялық полюстен алыс емес жерде, ал оңтүстік полюсі сәйкес географиялық полюске жақын орналасқан. Осы нүктелерден магнитосфераны құрайтын магниттік күш сызықтары ғарышқа мыңдаған километрге созылады.

Магниттік және географиялық полюстер бір-бірінен біршама алыс. Магниттік полюстердің арасында анық сызық жүргізсеңіз, айналу осіне 11,3 ° көлбеу бұрышы бар магниттік осьпен аяқталуға болады. Бұл мән тұрақты емес, өйткені магниттік полюстер планетаның бетіне қатысты қозғалып, жыл сайын орнын өзгертеді.

Геомагниттік өрістің табиғаты

Магниттік қалқан Жердің ішінде өте лайықты тереңдікте орналасқан сыртқы сұйық ядрода пайда болатын электр тогы (қозғалатын зарядтар) арқылы жасалады. Бұл сұйық металл және ол қозғалады. Бұл процесс конвекция деп аталады. Ядроның қозғалатын заты токтарды және нәтижесінде магнит өрістерін құрайды.

Магниттік қалқан Жерді ғарыштық сәулеленуден сенімді қорғайды. Оның негізгі көзі – күн желі – күн тәжінен ағып жатқан иондалған бөлшектердің қозғалысы. Магнитосфера бұл үздіксіз ағынды бұрып, оны Жердің айналасына бағыттайды, осылайша қатты радиация көгілдір планетадағы барлық тіршілікке зиянды әсер етпейді.

Егер Жерде геомагниттік өріс болмаса, онда күн желі оны атмосферадан айырар еді. Бір гипотеза бойынша Марста дәл осылай болған. Күн желі жалғыз қауіптен алыс, өйткені Күн сонымен қатар радиоактивті бөлшектердің күшті ағынымен жүретін тәждік лақтырулар түрінде үлкен көлемдегі заттар мен энергияны шығарады. Дегенмен, мұндай жағдайларда да Жердің магнит өрісі оны осы токтардан ауытқу арқылы қорғайдыпланеталар.

Магниттік қалқан шамамен 250 000 жыл сайын полюстерін өзгертеді. Солтүстік магниттік полюс солтүстіктің орнын алады және керісінше. Ғалымдар мұның неліктен болып жатқанын нақты түсіндіре алмайды.

Зерттеу тарихы

Адамдардың жердегі магнетизмнің таңғажайып қасиеттерімен танысуы өркениеттің басында болды. Магниттік темір рудасы, магнетит ежелгі дәуірде адамзатқа белгілі болды. Дегенмен, табиғи магниттер планетаның географиялық полюстеріне қатысты кеңістікте бірдей бағдарланғаны кім және қашан анықталғаны белгісіз. Бір нұсқаға сәйкес, қытайлықтар бұл құбылыспен 1100 жылы таныс болған, бірақ олар оны іс жүзінде екі ғасырдан кейін ғана қолдана бастады. Батыс Еуропада магниттік компас навигацияда 1187 жылы қолданыла бастады.

Құрылысы мен сипаттамалары

Жердің магнит өрісін бөлуге болады:

• негізгі магнит өрісі (95%), оның көздері планетаның сыртқы, өткізгіш ядросында орналасқан;
• жердің жоғарғы қабатындағы жақсы магниттік сезімталдығы бар тау жыныстарымен жасалған аномальды магнит өрісі (4%) (ең күштілерінің бірі – Курск магниттік аномалиясы);
• Сыртқы магнит өрісі (айнымалы деп те аталады, 1%) күн мен жердегі әрекеттесулерге байланысты.

Тұрақты геомагниттік ауытқулар

Ішкі және сыртқы (планета бетіне қатысты) көздердің әсерінен уақыт бойынша геомагниттік өрістің өзгеруі магниттік вариациялар деп аталады. ОларНР компоненттерінің бақылау орнындағы орташа мәннен ауытқуымен сипатталады. Магниттік вариациялар уақыт бойынша үздіксіз қайта құрылымдауға ие және жиі мұндай өзгерістер кезеңді болып табылады.

Күн сайын қайталанатын тұрақты вариациялар MS қарқындылығының күн және ай-күндік өзгерістерімен байланысты магнит өрісіндегі өзгерістер. Вариациялар күндізгі уақытта және айдың қарама-қарсылығында шыңына жетеді.

Тұрыс емес геомагниттік ауытқулар

Бұл өзгерістер күн желінің Жердің магнитосферасына әсер етуі, магнитосфераның өз ішіндегі өзгерістер және оның иондалған атмосфераның жоғарғы қабатымен әрекеттесуі нәтижесінде болады.

• Жиырма жеті күндік вариациялар жердегі бақылаушыға қатысты негізгі аспан денесінің айналу кезеңіне сәйкес келетін әрбір 27 күн сайын магниттік бұзылыстың қайта өсуінің үлгісі ретінде бар. Бұл тенденция біздің жұлдызымызда оның бірнеше революциясы кезінде байқалған ұзақ өмір сүретін белсенді аймақтардың болуына байланысты. Ол геомагниттік бұзылулар мен магниттік дауылдардың 27 күндік қайталануы түрінде көрінеді.
• Он бір жылдық вариациялар Күннің дақ түзу әрекетінің кезеңділігімен байланысты. Күн дискісінде қараңғы аймақтардың ең көп жинақталған жылдары магниттік белсенділік те ең жоғары деңгейге жететіні анықталды, алайда геомагниттік белсенділіктің өсуі күн белсенділігінің өсуінен орта есеппен бір жылға артта қалады.
• Маусымдық вариациялардың сәйкес келетін екі жоғары және екі төменгі мәні баркүн мен түннің теңелу және күн тоқырау уақыттары.
• Зайырлы, жоғарыда айтылғандардан айырмашылығы, - сыртқы шығу тегі, планетаның сұйық электр өткізгіш ядросындағы материя мен толқындық процестердің қозғалысы нәтижесінде пайда болады және электр энергиясы туралы ақпараттың негізгі көзі болып табылады. төменгі мантияның және ядроның өткізгіштігі, заттың конвекциясына әкелетін физикалық процестер туралы, сондай-ақ Жердің геомагниттік өрісінің пайда болу механизмі. Бұл ең баяу вариациялар – кезеңдері бірнеше жылдан бір жылға дейін.

Магнит өрісінің тірі әлемге әсері

Магниттік қалқан көрінбейтініне қарамастан, планета тұрғындары оны тамаша сезінеді. Мысалы, қоныс аударатын құстар бағдарын соған бағыттай отырып жасайды. Ғалымдар бұл құбылысқа қатысты бірнеше гипотезаларды алға тартты. Олардың бірі құстар оны көзбен қабылдайды деп болжайды. Көшіп-қонатын құстардың көзінде геомагниттік өрістің әсерінен өз орнын өзгертуге қабілетті арнайы ақуыздар (криптохромдар) бар. Бұл гипотезаның авторлары криптохромдардың компас рөлін атқара алатынына сенімді. Дегенмен, магниттік экранды GPS навигаторы ретінде құстар ғана емес, теңіз тасбақалары да пайдаланады.

Магниттік экранның адамға әсері

Геомагниттік өрістің адамға әсері басқалардан түбегейлі ерекшеленеді, мейлі ол радиация болсын, мейлі қауіпті ток болсын, өйткені ол адам ағзасына толығымен әсер етеді.

Ғалымдар геомагниттік өріс ультра төмен жиілік диапазонында жұмыс істейді деп есептейді, нәтижесінде ол негізгі мәнге сәйкес келеді.физиологиялық ырғақтары: тыныс алу, жүрек және церебральды. Адам ештеңе сезбеуі мүмкін, бірақ дене әлі де оған жүйке, жүрек-тамыр жүйелеріндегі және ми қызметінің функционалдық өзгерістерімен жауап береді. Психиатрлар көптеген жылдар бойы геомагниттік өрістің жарылуы мен психикалық аурулардың өршуі арасындағы байланысты бақылап келеді, бұл көбінесе суицидке әкеледі.

"Индекстеу" геомагниттік белсенділік

Магнитосфералық-ионосфералық ток жүйесіндегі өзгерістерге байланысты магнит өрісінің бұзылуы геомагниттік белсенділік (ГА) деп аталады. Оның деңгейін анықтау үшін екі индекс қолданылады - А және К. Соңғысы GA мәнін көрсетеді. Ол күн сайын 00:00 UTC (Әмбебап уақыт үйлестірілген) бастап үш сағаттық аралықпен қабылданатын магниттік экран өлшемдерінен есептеледі. Магниттік бұзылыстың ең жоғары мәндері белгілі бір ғылыми мекеме үшін тыныш күннің геомагниттік өрісінің мәндерімен салыстырылады, бұл ретте байқалған ауытқулардың максималды мәндері есепке алынады.

Алынған мәліметтер негізінде K индексі есептеледі. Ол квазилогарифмдік шама болғандықтан (яғни, бұзылудың шамамен 2 есе артуымен бір-біріне артады) ол мүмкін емес планетаның геомагниттік өрістерінің жай-күйінің ұзақ мерзімді тарихи бейнесін алу үшін орташалау керек. Ол үшін күнделікті орташа көрсеткіш болып табылатын А индексі бар. Ол өте қарапайым түрде анықталады - K индексінің әрбір өлшемі түрлендіріледіэквивалентті көрсеткіш. Күні бойы алынған K мәндері орташаланған, соның арқасында қарапайым күндерде мәні 100 шегінен аспайтын, ал ең ауыр магниттік дауылдар кезінде 200-ден асатын А индексін алуға болады..

Ғаламшардың әртүрлі бөліктеріндегі геомагниттік өрістің бұзылуы әртүрлі түрде көрінетіндіктен, әртүрлі ғылыми көздерден алынған А индексінің мәндері айтарлықтай ерекшеленуі мүмкін. Мұндай жоғарылауды болдырмау үшін обсерваториялар алған А индекстері орташа мәнге дейін төмендетіліп, A_p жаһандық индексі пайда болады. Дәл солай K_p индексіне де қатысты, ол 0-9 аралығындағы бөлшек мән болып табылады. Оның 0-ден 1-ге дейінгі мәні геомагниттік өрістің қалыпты екенін көрсетеді, бұл қысқа толқындар жолақтарында өту үшін оңтайлы жағдайлардың сақталғанын білдіреді. Әрине, күн радиациясының жеткілікті қарқынды ағынына байланысты. 2 баллдық геомагниттік өріс орташа магниттік бұзылыс ретінде сипатталады, ол дециметрлік толқындардың өтуін аздап қиындатады. 5-тен 7-ге дейінгі мәндер аталған диапазонға елеулі кедергі тудыратын, ал күшті дауылмен (8-9 балл) қысқа толқындардың өтуін мүмкін етпейтін геомагниттік дауылдардың болуын көрсетеді.

Нүктелердегі геомагниттік өріс белсенділігі

Ar	Kr	Сипаттамасы
0	0	Тыныштық
2	1
3
4
7	2	Әлсіз ашулы
15	3
27	4	Қаһарлы
48	5	Магниттік дауыл
80	6
132	7	Үлкен магниттік дауыл
208	8
400	9

Магниттік дауылдың адам денсаулығына әсері

Әлем халқының 50-70%-ы магниттік дауылдардан зардап шегеді. Сонымен қатар кейбір адамдарда күйзеліс реакциясының басталуы магниттік бұзылудан 1-2 күн бұрын, күннің жарылуы байқалған кезде байқалады. Басқалары үшін ең жоғары деңгейде немесе шамадан тыс геомагниттік белсенділіктен кейін біраз уақыттан кейін.

Әдістемелік тәуелді адамдар, сондай-ақ созылмалы аурулардан зардап шегетіндер физикалық және эмоционалдық стрессті, сондай-ақ соқтыруы мүмкін кез келген әрекеттер мен оқиғаларды болдырмау үшін бір апта бойы геомагниттік өріс туралы ақпаратты қадағалауы керек. магниттік дауылдар жақындап қалса, стресс.

Магниттік өріс тапшылығы синдромы

Үй-жайлардағы геомагниттік өрістің әлсіреуі (гипогеомагниттік өріс) әртүрлі ғимараттардың, қабырғалық материалдардың, сондай-ақ магниттелген құрылымдардың конструкциялық ерекшеліктеріне байланысты болады. ЖТД әлсіреген бөлмеде болған кезде қан айналымы бұзылады, тіндер мен мүшелерге оттегі мен қоректік заттар жеткізіледі. Магниттік қалқанның әлсіреуі жүйке, жүрек-тамыр, эндокриндік, тыныс алу, сүйек және бұлшықет жүйелеріне де әсер етеді.

Жапондық дәрігер Накагава "шақырды"бұл құбылыс «адамның магнит өрісінің тапшылығы синдромы» деп аталады. Өзінің маңыздылығы бойынша бұл тұжырымдама витаминдер мен минералдардың тапшылығымен бәсекелесе алады.

Бұл синдромның болуын көрсететін негізгі белгілер:

• шаршау;
• өнімділіктің төмендеуі;
• ұйқысыздық;
• бас ауруы және буын ауруы;
• гипо- және гипертония;
• асқорыту жүйесіндегі ақаулар;
• жүрек-қантамыр жүйесіндегі бұзылулар.