Die Magnetosphäre umhüllt jeden Körper mit einem Magnetfeld. Es scheint aufgrund der Tatsache, dass geladene Teilchen unter dem Einfluss des inneren Magnetismus von der ursprünglichen Bewegungslinie abweichen. Der Treffpunkt von Sonnenenergie und Magnetfeld bildet das Plasma, das die magnetosphärische Hülle bedeckt.
Einfluss der Sonne auf die Erde
Die Sonne strahlt eine große Energiemenge aus, die sich ständig ausdehnt und nach außen „verdampft“. Diese Ausdehnung wird Sonnenwind genannt.
Der Sonnenwind breitet sich in alle Richtungen aus und füllt den gesamten interplanetaren Raum aus. Aus diesem Grund bildet sich in der interstellaren Region eine Plasmaformation namens Sonnenwindplasma.
Solarplasma bewegt sich spiralförmig, überwindet im Durchschnitt über 4 Tage den Abstand zwischen Sonne und Erde.
Die Sonne setzt Energie frei, dank der das Leben auf der Erde weitergeht. Aber auch von der Sonne geht gefährliche Strahlung aus, die für alle Lebewesen auf unserem Planeten zerstörerisch ist. Wenn sich die Erde um die Sonne bewegt, verteilt sich die Strahlung ungleichmäßig über das Jahr. Aus diesem Grund wechseln die Jahreszeiten.
Was schützt die Erde?
Die natürliche Struktur des Planeten Erde schützt ihn vor schädlicher Sonnenstrahlung. Die Erde ist von mehreren Hüllen umgeben:
- Magnetosphäre, die vor der Strahlung des Sonnenflusses schützt;
- eine Ionosphäre, die Röntgenstrahlen und ultraviolette Strahlung absorbiert;
- die Ozonschicht, die Restmengen an ultravioletter Strahlung zurückhält.
Dadurch wird die Biosphäre der Erde (der Lebensraum lebender Organismen) vollständig geschützt.
Die Magnetosphäre der Erde ist eine Schutzschicht, die am weitesten vom Zentrum des Planeten entfernt ist. Es ist eine Barriere für Sonnenwindplasma. Aus diesem Grund umströmt das Sonnenplasma die Erde und bildet eine Hohlraumformation, in der sich das Erdmagnetfeld verbirgt.
Warum gibt es ein Magnetfeld?
Die Ursachen des Erdmagnetismus sind im Inneren des Planeten verborgen. Wie über den Aufbau des Planeten Erde bekannt ist, besteht er aus:
- Kerne;
- robes;
- Erdkruste.
Es gibt verschiedene Felder rund um den Planeten, einschließlich gravitativer und magnetischer Felder. Schwerkraft im einfachsten Sinne ist die Anziehungskraft der Erde auf alle materiellen Teilchen.
Der Magnetismus der Erde liegt in den Phänomenen, die an den Grenzen von Kern und Mantel auftreten. Der Planet selbst ist ein riesiger Magnet, eine gleichmäßig magnetisierte Kugel.
Die Ursache jedes Magnetfeldes ist elektrischer Strom oder kontinuierliche Magnetisierung. Wissenschaftler, die sich mit dem Problem des Erdmagnetismus befassen, finden heraus:
- Gründe für MagnetismusSchwerkraft der Erde;
- Verbindungen zwischen Erdmagnetismus und seinen Quellen herstellen;
- Bestimme die Verteilung und Richtung des Magnetfeldes auf dem Planeten.
Diese Studien werden durch magnetische Vermessungen sowie durch Beobachtungen in Observatorien durchgeführt - spezielle Punkte in verschiedenen Regionen der Welt.
Wie funktioniert die Magnetosphäre?
Art und Struktur der Magnetosphäre werden entwickelt:
- Sonnenwind;
- Erdmagnetismus.
Der Sonnenwind ist die Ausgabe von Plasma, das von der Sonne in jede Richtung verteilt wird. Die Windgeschwindigkeit an der Erdoberfläche beträgt 300-800 km/s. Der Sonnenwind ist gefüllt mit Protonen, Elektronen, Alphateilchen und zeichnet sich durch Quasi-Neutralität aus. Der Sonnenwind ist mit Sonnenmagnetismus ausgestattet, der durch Plasma sehr weit transportiert wird.
Die Magnetosphäre der Erde ist ein ziemlich komplexer Hohlraum. Alle seine Abschnitte sind mit Plasmaprozessen gefüllt, bei denen die Mechanismen der Teilchenbeschleunigung von großer Bedeutung sind. Auf der Sonnenseite wird der Abstand vom Zentrum zu den Grenzen der Erde durch die Stärke des Sonnenwindes bestimmt und kann 60 bis 70.000 Kilometer betragen, was 10-12 Erdradien Re entspricht. Re entspricht 6371 km.
Die Grenzen der Magnetosphäre sind je nach Standort in Relation zur Sonne unterschiedlich. Eine ähnliche Grenze auf der Sonnenseite hat eine ähnliche Form wie ein Projektil. Seine ungefähre Entfernung beträgt 15 Re. Auf der dunklen Seite hat die Magnetosphäre die Form eines zylindrischen Schwanzes, ihr Radius beträgt 20-25 Re, ihre Länge beträgt mehr als 200 Re, das Ende ist unbekannt.
In der MagnetosphäreEs gibt Bereiche mit hochenergetischen Teilchen, sie werden "Strahlungsgürtel" genannt. Die Magnetosphäre ist in der Lage, verschiedene Schwingungen auszulösen und ist selbst eine Strahlungsquelle, von der ein Teil die Erde durchdringen kann.
Plasma tritt in die Magnetosphäre der Erde durch Intervalle zwischen den Merkmalen der Magnetopause - polare Spitzen, sowie aufgrund hydromagnetischer Phänomene und Instabilitäten aus.
Magnetfeldaktivität
Die Magnetosphäre der Erde beeinflusst die geomagnetische Aktivität, geomagnetische Stürme und Substürme.
Sie schützt das Leben auf der Erde. Ohne sie würde das Leben aufhören. Laut Wissenschaftlern sind die Ozeane des Mars und seine Atmosphäre aufgrund des unverhüllten Einflusses des Sonnenwinds ins All gegangen. Auf die gleiche Weise wurde das Wasser der Venus von einem Sonnenstrom ins Weltall getragen.
Jupiter, Uranus, Saturn und Neptun haben auch eine Magnetosphäre. Mars und Merkur haben kleine magnetische Schalen. Die Venus hat es überhaupt nicht, der Sonnenwind wird dank der Ionosphäre verw altet.
Feldfunktionen
Die Haupteigenschaft eines Magnetfeldes ist seine Intensität. Die magnetische Intensität ist eine Vektorgröße. Das Magnetfeld des Planeten wird durch Kraftlinien dargestellt, Tangenten an sie zeigen die Richtung des Intensitätsvektors.
Das Magnetfeld beträgt heute 0,5 Oersted oder 0,1 a/m. Wissenschaftler lassen Größenschwankungen in der Vergangenheit zu. Aber in den letzten 2-3,5 Milliarden Jahren hat sich das Erdmagnetfeld nicht verändert.
Punkte auf der Erde, an denen die Spannung vertikal gerichtet ist, werden magnetische Pole genannt. Es gibt zwei auf der Erde:
- Norden;
- Southern.
Durch beide Pole verläuft eine Gerade - die magnetische Achse. Der Kreis senkrecht zur Achse ist der magnetische Äquator. Die Feldstärke am Äquator ist horizontal.
Magnetische Pole
Magnetische Pole entsprechen nicht den üblichen geografischen. Die geografischen Pole werden entlang der geografischen Achse platziert, entlang der sich der Planet dreht. Wenn sich die Erde um die Sonne bewegt, bleibt die Richtung der Erdachse erh alten.
Die Kompassnadel zeigt genau auf den magnetischen Nordpol. Magnetische Observatorien messen die Schwankungen des Magnetfeldes während des Tages, einige von ihnen sind mit jeder zweiten Messung beschäftigt.
Magnetische Meridiane verlaufen vom Nordpol zum Südpol. Der Winkel zwischen dem magnetischen und dem geografischen Meridian wird als magnetische Deklination bezeichnet. Jeder Punkt auf der Erde hat seinen eigenen Deklinationswinkel.
Am Äquator steht der Pfeil des Magneten waagerecht. Wenn Sie sich nach Norden bewegen, stürzt das obere Ende des Pfeils nach unten. Der Winkel zwischen dem Zeiger und der horizontalen Fläche ist die magnetische Neigung. Im Bereich der Pole ist die Neigung am größten und beträgt 90 Grad.
Bewegung des Magnetfeldes
Die Position der Magnetpole ändert sich mit der Zeit.
Zunächst wurde der Magnetpol 1831 entdeckt und dann hunderte von Kilometern vom heutigen Standort entfernt. Die ungefähre Reisedistanz pro Jahr beträgt 15 km.
In den letzten Jahren hat die Bewegungsgeschwindigkeit der Magnetpole zugenommen. Der Nordpol bewegt sichGeschwindigkeit von 40 km pro Jahr.
Wechselnde Magnetfelder
Der Vorgang des Polaritätswechsels auf der Erde wird Inversion genannt. Wissenschaftler kennen mindestens 100 Fälle, in denen das Erdmagnetfeld seine Polarität umkehrte.
Es wird angenommen, dass die Inversion einmal alle 11-12.000 Jahre auftritt. Andere Versionen heißen 13, 500 und sogar 780.000 Jahre. Vielleicht hat die Inversion keine klare Periodizität. Wissenschaftler glauben, dass während früherer Inversionen das Leben auf der Erde erh alten blieb.
Die Leute fragen sich: "Wann ist die nächste Polaritätsumkehr?"
Die Phase des Polsprungs hat im letzten Jahrhundert stattgefunden. Der Südpol befindet sich jetzt im Indischen Ozean, während der Nordpol über den Arktischen Ozean in Richtung Sibirien wandert. Das Magnetfeld in der Nähe der Pole schwächt sich in diesem Fall ab. Die Spannungen lassen nach.
Wahrscheinlich wird das Leben auf der Erde bei der nächsten Inversion weitergehen. Die Frage ist nur zu welchem Preis. Wenn die Inversion mit dem Erlöschen der Magnetosphäre auf der Erde für kurze Zeit auftritt, kann dies für die Menschheit sehr gefährlich werden. Ein ungeschützter Planet ist den nachteiligen Auswirkungen kosmischer Strahlung ausgesetzt. Darüber hinaus kann auch der Abbau der Ozonschicht eine ernsthafte Gefahr darstellen.
Der Polwechsel auf der Sonne, der 2001 stattfand, führte nicht zum Absch alten ihrer Magnetschicht. Ob es auf der Erde ein ähnliches Szenario geben wird, wissen Wissenschaftler nicht.
Störung der Erdmagnetosphäre: Auswirkungen auf den Menschen
Bei der anfänglichen Annäherung erreicht das Sonnenplasma die Magnetosphäre nicht. Aber unter bestimmten Voraussetzungendie Permeabilität des Plasmas wird gestört, Schäden an der Magnethülle treten auf. Sonnenplasma und seine Energie durchdringen die Magnetosphäre. Hinsichtlich der Geschwindigkeit der Energieflüsse gibt es drei Möglichkeiten für die Reaktion der Magnetosphäre:
- Ruhiger Zustand der Magnetosphäre - die Hülle ändert ihren Zustand nicht, da die Geschwindigkeit der Energiebewegung zu gering oder gleich der Menge an dissipierter Energie innerhalb der magnetischen Sphäre ist.
- Magnetischer Untersturm. Ein Zustand, der auftritt, wenn die Rate der einfallenden Energie höher ist als die Rate der stationären Dissipation und ein Teil der Energie aus der Magnetosphäre durch einen als Substurm bezeichneten Kanal entweicht. Der Prozess besteht darin, einen Teil der magnetosphärischen Energie freizusetzen. Seine hellste Verkörperung ist die Aurora Borealis. In den Polarregionen beider Hemisphären kann es im Abstand von 3 Stunden zu Aussendungen überschüssiger Energie kommen.
- Ein magnetischer Sturm ist ein Prozess starker Störung des Feldes aufgrund der hohen Geschwindigkeit von Energie, die von außen kommt. Das Magnetfeld ändert sich auch unten, im Bereich des Äquators.
Das Magnetfeld der Erde ändert sich lokal während Substürmen, während Änderungen während Stürmen global sind. In jedem Fall sind diese Veränderungen nicht höher als ein paar Prozent, was viel weniger ist als bei künstlichen Feldern.
Die Medizin glaubt, dass Magnetstürme die menschliche Gesundheit beeinträchtigen. Während dieser Zeit steigt die Zahl der Patienten, die an Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Depressionen und anderen neuropsychiatrischen Störungen leiden. Störungen.
Großartig ist die Rolle der Magnetosphäre der Erde bei allen geografischen Prozessen auf dem Planeten. Diese Schutzhülle schützt unseren Planeten vor vielen nachteiligen Prozessen und beeinflusst die Wetterbedingungen. Unter dem Einfluss von Veränderungen in der Magnetosphäre auf der Erde verändern sich klimatische Besonderheiten, Lebensformen von Tieren und Pflanzen und vieles mehr.
