Магнитное поле Земли защищает жизнь на Земле от радиации, но оно может двигаться, а магнитные полюса могут даже переворачиваться.

Магнитное поле Земли играет большую роль в защите людей от опасного излучения и геомагнитной активности, которые могут повлиять на спутниковую связь и работу электросетей. И оно движется.

Ученые изучили и отследили движение магнитных полюсов на протяжении веков. Историческое движение этих полюсов указывает на изменение глобальной геометрии магнитного поля Земли. Это может даже указывать на начало инверсии поля – «переворота» между северным и южным магнитными полюсами.

я физик который изучает взаимодействие планет и космоса. Хотя небольшое смещение северного магнитного полюса не имеет большого значения, его изменение может оказать большое влияние на климат Земли и наши современные технологии. Но эти изменения не происходят мгновенно. Вместо этого они происходят на протяжении тысячелетий.

Генерация магнитного поля

Так как же генерируются магнитные поля, подобные тому, что вокруг Земли?

Магнитные поля генерируются движущиеся электрические заряды. Материал, который позволяет зарядам легко перемещаться в нем, называется называется проводником. Металл является одним из примеров проводника: люди используют его для передачи электрического тока из одного места в другое. Сам электрический ток представляет собой просто отрицательные заряды, называемые электронами, движущимися через металл. Этот текущий генерирует магнитное поле.

Слои проводящего материала можно найти в Жидкое железное ядро Земли. Токи зарядов движутся по всему ядру, и жидкое железо тоже движется и циркулирует в ядре. Эти движения создают магнитное поле.

Земля — не единственная планета с магнитным полем. У газовых планет-гигантов, таких как Юпитер, есть магнитное поле. проводящий слой металлического водорода который генерирует их магнитные поля.

движение этих проводящих слоев Внутри планет возникает два типа полей. Более крупные движения, такие как крупномасштабные вращения планеты, приводят к симметричному магнитному полю с северным и южным полюсами, похожему на игрушечный магнит.

Эти проводящие слои могут иметь некоторые локальные нерегулярные движения из-за местная турбулентность или более мелкие потоки, не соответствующие крупномасштабной схеме. Эти неравномерности проявятся в некоторых небольших аномалиях магнитного поля планеты или в местах, где поле отклоняется от идеального дипольного поля.

Эти мелкомасштабные отклонения в магнитном поле могут фактически привести к изменениям в крупномасштабном поле с течением времени и потенциально даже полная смена полярности дипольного поля, когда север становится югом и наоборот. Обозначения «север» и «юг» на магнитном поле относятся к их противоположным полярностям – они не связаны с географическим севером и югом.

Магнитосфера Земли — защитный пузырь

Магнитное поле Земли создает магнитный «пузырь», называемый магнитосфера над самой верхней частью атмосферы, слой ионосферы.

Магнитосфера играет важную роль в защите людей. Он защищает и отклоняет разрушительные, высокоэнергетические, космическое излучениекоторый создается в результате взрывов звезд и постоянно перемещается по Вселенной. Магнитосфера также взаимодействует с солнечный ветеркоторый представляет собой поток намагниченного газа, исходящий от Солнца.

Взаимодействие магнитосферы и ионосферы с намагниченным солнечным ветром создает то, что ученые называют космическая погода. Обычно солнечный ветер мягкий, а космическая погода практически отсутствует.

Однако бывают случаи, когда Солнце испускает большие намагниченные облака газа, называемые корональные выбросы массы в космос. Если эти корональные выбросы массы доберутся до Земли, их взаимодействие с магнитосферой может привести к возникновению геомагнитные бури. Геомагнитные бури может создавать полярные сияниякоторые происходят, когда поток заряженных частиц попадает в атмосферу и загорается.

Во время явлений космической погоды происходит более опасное излучение рядом с Землей. Это излучение может потенциально нанести вред спутникам и космонавты. Космическая погода также может повредить крупные проводящие системы, такие как магистральные трубопроводы и электросети, из-за перегрузки. токи в этих системах.

События космической погоды также могут нарушить спутниковую связь и Работа GPSна который полагаются многие люди.

Полевые перевороты

Ученые составляют карту и отслеживают общую картину форма и ориентация магнитного поля Земли с использованием местных измерений ориентации и величины поля и, в последнее время модели.

Расположение северного магнитного полюса переехал примерно на 600 миль (965 километров) с момента первого измерения, проведенного в 1831 году. В последние годы скорость миграции увеличилась с 10 миль в год до 34 миль в год (с 16 до 54 км). Это ускорение может указывать на начало изменения поля, но ученые действительно не могут этого сказать, имея данные менее чем за 200 лет.

Магнитное поле Земли меняется на противоположное во временных масштабах, которые варьируются от От 100 000 до 1 000 000 лет. Ученые могут определить, как часто магнитное поле меняет направление на противоположное. глядя на вулканические породы в океане.

Эти камни поймать ориентацию и силу магнитного поля Земли в момент их создания, поэтому датировка этих камней дает хорошее представление о том, как изменялось поле Земли. развивался с течением времени.

Развороты полей происходят быстро с геологической точки зрения, но медленно с человеческой точки зрения. Разворот обычно занимает несколько тысяч лет, но за это время ориентация магнитосферы может измениться и обнажить большую часть Земли к космическому излучению. Эти события могут изменить концентрацию озона в атмосфере.

Ученые не могут с уверенностью сказать, когда произойдет следующее изменение поля, но мы можем продолжать составлять карты и отслеживать движение магнитного севера Земли.

Эта статья переиздана с Разговорнекоммерческая независимая новостная организация, предоставляющая вам факты и заслуживающий доверия анализ, которые помогут вам разобраться в нашем сложном мире. Его написал: Офер Коэн, Массачусетский университет в Лоуэлле

Читать далее:

Офер Коэн работает в Массачусетском университете Лоуэлла. Университет получает выгоду от любой публичной статьи, написанной одним из его преподавателей, с точки зрения освещения и видимости. Офер Коэн получил финансирование НАСА, которое каким-то образом связано со статьей.