สนามแม่เหล็กจะห่อหุ้มวัตถุใดๆ ก็ตามด้วยสนามแม่เหล็ก ปรากฏเนื่องจากอนุภาคที่มีประจุเบี่ยงเบนไปจากแนวการเคลื่อนที่เดิมภายใต้อิทธิพลของสนามแม่เหล็กภายใน จุดนัดพบของพลังงานแสงอาทิตย์และสนามแม่เหล็กก่อตัวเป็นพลาสมาที่ครอบคลุมเปลือกแมกนีโตสเฟียร์
อิทธิพลของดวงอาทิตย์บนโลก
ดวงอาทิตย์ปล่อยพลังงานจำนวนมากซึ่งขยายตัวอย่างต่อเนื่อง "ระเหย" ออกไปด้านนอก การขยายตัวนี้เรียกว่าลมสุริยะ
ลมสุริยะแผ่ไปทั่วทุกทิศ เต็มพื้นที่อวกาศ ด้วยเหตุนี้ การก่อตัวของพลาสม่าที่เรียกว่าพลาสมาลมสุริยะก่อตัวขึ้นในภูมิภาคระหว่างดวงดาว
โซลาร์พลาสม่าเคลื่อนที่เป็นเกลียว โดยเฉลี่ย 4 วันจะเอาชนะช่วงเวลาระหว่างดวงอาทิตย์กับโลก
ดวงอาทิตย์ปลดปล่อยพลังงาน ต้องขอบคุณชีวิตที่ยังคงดำเนินต่อไปบนโลก อย่างไรก็ตาม รังสีที่เป็นอันตรายก็มาจากดวงอาทิตย์เช่นกัน ซึ่งเป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิตทั้งหมดบนโลกของเรา เมื่อโลกโคจรรอบดวงอาทิตย์ รังสีจะกระจายอย่างไม่สม่ำเสมอตลอดทั้งปี ด้วยเหตุนี้ฤดูกาลจึงเปลี่ยนไป
สิ่งที่ปกป้องโลก
โครงสร้างตามธรรมชาติของดาวเคราะห์โลกปกป้องมันจากรังสีดวงอาทิตย์ที่เป็นอันตราย โลกล้อมรอบด้วยเปลือกหอยหลายตัว:
- แมกนีโตสเฟียร์ซึ่งป้องกันรังสีของฟลักซ์สุริยะ
- บรรยากาศรอบนอกที่ดูดซับรังสีเอกซ์และรังสีอัลตราไวโอเลต
- ชั้นโอโซนซึ่งกักเก็บปริมาณรังสีอัลตราไวโอเลตที่ตกค้าง
ด้วยเหตุนี้ ชีวมณฑลของโลก (ที่อยู่อาศัยของสิ่งมีชีวิต) จึงได้รับการปกป้องอย่างสมบูรณ์
แมกนีโตสเฟียร์ของโลกเป็นชั้นป้องกันที่อยู่ห่างจากใจกลางโลกมากที่สุด เป็นอุปสรรคต่อพลาสมาลมสุริยะ ด้วยเหตุนี้ โซลาร์พลาสมาจึงไหลไปทั่วโลก ทำให้เกิดโพรงซึ่งสนามแม่เหล็กโลกถูกซ่อนอยู่
ทำไมถึงมีสนามแม่เหล็ก
สาเหตุของสนามแม่เหล็กโลกถูกซ่อนอยู่ภายในโลก ดังที่ทราบเกี่ยวกับโครงสร้างของดาวเคราะห์โลก ประกอบด้วย:
- คอร์;
- เสื้อคลุม;
- เปลือกโลก
มีสนามต่างๆ ทั่วโลก รวมทั้งแรงโน้มถ่วงและสนามแม่เหล็ก แรงโน้มถ่วงในความหมายที่เรียบง่ายที่สุดคือแรงดึงดูดของโลกสำหรับอนุภาควัสดุทั้งหมด
พลังแม่เหล็กของโลกอยู่ในปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นที่ขอบเขตของแกนกลางและชั้นปกคลุม ดาวเคราะห์ดวงนี้เป็นแม่เหล็กขนาดใหญ่ ลูกบอลแม่เหล็กสม่ำเสมอ
สาเหตุของทุกสนามแม่เหล็กคือกระแสไฟหรือการสะกดจิตอย่างต่อเนื่อง นักวิทยาศาสตร์ที่จัดการกับปัญหาแม่เหล็กโลกค้นพบ:
- เหตุผลของแม่เหล็กแรงโน้มถ่วงของโลก
- สร้างความเชื่อมโยงระหว่างสนามแม่เหล็กโลกกับแหล่งกำเนิด
- กำหนดการกระจายและทิศทางของสนามแม่เหล็กบนโลก
การศึกษาเหล่านี้ดำเนินการผ่านการสำรวจแม่เหล็ก รวมถึงการสังเกตในหอดูดาว - จุดพิเศษในภูมิภาคต่างๆ ของโลก
สนามแม่เหล็กทำงานอย่างไร
กำลังพัฒนาประเภทและโครงสร้างของสนามแม่เหล็ก:
- ลมสุริยะ;
- แม่เหล็กโลก
ลมสุริยะคือผลผลิตของพลาสม่าซึ่งกระจายจากดวงอาทิตย์ไปในทุกทิศทาง ความเร็วลมที่พื้นผิวโลกอยู่ที่ 300-800 กม./วินาที ลมสุริยะเต็มไปด้วยโปรตอน อิเล็กตรอน อนุภาคแอลฟา และมีลักษณะเป็นกึ่งเป็นกลาง ลมสุริยะมีสนามแม่เหล็กจากแสงอาทิตย์ซึ่งส่งผ่านพลาสม่าไปไกลมาก
แมกนีโตสเฟียร์ของโลกเป็นโพรงที่ค่อนข้างซับซ้อน ทุกส่วนเต็มไปด้วยกระบวนการพลาสม่าซึ่งกลไกการเร่งอนุภาคมีความสำคัญอย่างยิ่ง ด้านที่มีแดดจัด ช่องว่างจากจุดศูนย์กลางถึงขอบโลกถูกกำหนดโดยความแรงของลมสุริยะและสามารถเข้าถึงได้จาก 60 ถึง 70,000 กิโลเมตร ซึ่งเท่ากับ 10-12 รัศมีโลก Re รีเท่ากับ 6371 กม.
ขอบเขตของสนามแม่เหล็กจะแตกต่างกันไปตามตำแหน่งที่สัมพันธ์กับดวงอาทิตย์ เส้นขอบที่คล้ายกันในด้านที่มีแดดจัดจะมีรูปร่างคล้ายกับกระสุนปืน ระยะทางโดยประมาณคือ 15 Re ด้านมืด แมกนีโตสเฟียร์มีลักษณะเป็นหางทรงกระบอก รัศมี 20-25 Re ยาวกว่า 200 Re ไม่ทราบจุดสิ้นสุด
ในบรรยากาศแมกนีโตสเฟียร์มีบริเวณที่มีอนุภาคพลังงานสูงเรียกว่า "แถบรังสี" แมกนีโตสเฟียร์สามารถกระตุ้นการสั่นต่างๆ และเป็นแหล่งของรังสี ซึ่งบางส่วนสามารถทะลุโลกได้
พลาสมารั่วไหลสู่สนามแม่เหล็กโลกผ่านช่วงเวลาระหว่างคุณสมบัติของแมกนีโนพอส - โพลาร์คัสป์ เช่นเดียวกับปรากฏการณ์ไฮโดรแมกเนติกและความไม่เสถียร
กิจกรรมสนามแม่เหล็ก
สนามแม่เหล็กโลกส่งผลต่อกิจกรรมแม่เหล็กโลก พายุแม่เหล็กโลก และพายุใต้พิภพ
เธอปกป้องชีวิตบนโลก ถ้าไม่มีเธอ ชีวิตจะหยุด นักวิทยาศาสตร์กล่าวว่ามหาสมุทรของดาวอังคารและชั้นบรรยากาศของดาวอังคารได้เข้าสู่อวกาศเนื่องจากอิทธิพลของลมสุริยะที่ไม่ได้ปกปิด ในทำนองเดียวกัน น้ำของดาวศุกร์ก็ถูกกระแสสุริยะพัดพาไปในอวกาศด้วย
ดาวพฤหัสบดี ดาวยูเรนัส ดาวเสาร์ และดาวเนปจูนก็มีสนามแม่เหล็กเช่นกัน ดาวอังคารและดาวพุธมีเปลือกแม่เหล็กขนาดเล็ก ดาวศุกร์ไม่มีเลย ลมสุริยะสามารถจัดการได้ด้วยไอโอโนสเฟียร์
คุณลักษณะภาคสนาม
คุณสมบัติหลักของสนามแม่เหล็กคือความเข้มของสนามแม่เหล็ก ความเข้มสนามแม่เหล็กเป็นปริมาณเวกเตอร์ สนามแม่เหล็กของโลกแสดงโดยใช้เส้นแรง แทนเจนต์สำหรับพวกมันแสดงทิศทางของเวกเตอร์ความเข้ม
สนามแม่เหล็กวันนี้คือ 0.5 oersted หรือ 0.1 a/m. นักวิทยาศาสตร์ยอมให้ขนาดผันผวนในอดีต แต่ในช่วง 2-3.5 พันล้านปีที่ผ่านมา สนามแม่เหล็กโลกไม่เปลี่ยนแปลง
จุดบนพื้นโลกที่มีความตึงเครียดในแนวตั้งเรียกว่าขั้วแม่เหล็ก มีอยู่สองแห่งบนโลก:
- เหนือ;
- ภาคใต้
เส้นตรงผ่านทั้งสองขั้ว - แกนแม่เหล็ก วงกลมตั้งฉากกับแกนคือเส้นศูนย์สูตรแม่เหล็ก ความแรงของสนามที่เส้นศูนย์สูตรเป็นแนวนอน
เสาแม่เหล็ก
เสาแม่เหล็กไม่ตรงตามภูมิศาสตร์ทั่วไป เสาทางภูมิศาสตร์ถูกวางไว้ตามแกนทางภูมิศาสตร์ที่ดาวเคราะห์หมุนไป เมื่อโลกโคจรรอบดวงอาทิตย์ ทิศทางของแกนโลกจะยังคงอยู่
เข็มเข็มทิศชี้ไปที่ขั้วแม่เหล็กเหนือพอดี หอสังเกตการณ์แม่เหล็กจะวัดความแปรปรวนของสนามแม่เหล็กในระหว่างวัน โดยบางส่วนจะมีการตรวจวัดทุกวินาที
เส้นเมอริเดียนแม่เหล็กวิ่งจากขั้วโลกเหนือไปยังขั้วโลกใต้ มุมระหว่างเส้นเมริเดียนแม่เหล็กและตามภูมิศาสตร์เรียกว่าเดคลิเนชั่นแม่เหล็ก จุดใดๆ บนโลกก็มีมุมเอียงของมันเอง
ที่เส้นศูนย์สูตร ลูกศรของแม่เหล็กถูกวางในแนวนอน เมื่อเคลื่อนที่ไปทางเหนือ ปลายบนของลูกศรจะพุ่งลงมา มุมระหว่างตัวชี้กับพื้นผิวแนวนอนคือความเอียงแม่เหล็ก ในบริเวณขั้วโลกนั้นมีความเอียงมากที่สุดถึง 90 องศา
การเคลื่อนที่ของสนามแม่เหล็ก
ตำแหน่งของขั้วแม่เหล็กเปลี่ยนแปลงตลอดเวลา
ในขั้นต้น ขั้วแม่เหล็กถูกค้นพบในปี พ.ศ. 2374 และอยู่ห่างจากตำแหน่งปัจจุบันหลายร้อยกิโลเมตร ระยะทางเดินทางต่อปีโดยประมาณ 15 กม.
ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ก้าวของการเคลื่อนที่ของขั้วแม่เหล็กได้เพิ่มขึ้น ขั้วโลกเหนือกำลังเคลื่อนที่ความเร็ว 40 กม. ต่อปี
เปลี่ยนสนามแม่เหล็ก
กระบวนการเปลี่ยนขั้วบนโลกเรียกว่าผกผัน นักวิทยาศาสตร์ทราบอย่างน้อย 100 กรณีที่สนามแม่เหล็กโลกกลับขั้ว
เชื่อกันว่าการผกผันจะเกิดขึ้นทุกๆ 11-12,000 ปี รุ่นอื่นเรียกว่า 13, 500 และ 780,000 ปี บางทีการผกผันอาจไม่มีระยะที่ชัดเจน นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าในระหว่างการผกผันครั้งก่อน สิ่งมีชีวิตบนโลกได้รับการอนุรักษ์ไว้
ผู้คนกำลังสงสัยว่า "เมื่อไรที่การกลับขั้วครั้งต่อไป"
ช่วงเปลี่ยนขั้วได้เกิดขึ้นตลอดศตวรรษที่ผ่านมา ขณะนี้ขั้วโลกใต้ตั้งอยู่ในมหาสมุทรอินเดีย ในขณะที่ขั้วโลกเหนือกำลังเคลื่อนผ่านมหาสมุทรอาร์กติกไปยังไซบีเรีย ในกรณีนี้สนามแม่เหล็กใกล้ขั้วจะอ่อนตัวลง ความตึงเครียดคลี่คลาย
เป็นไปได้มาก กับการผกผันครั้งถัดไป ชีวิตบนโลกจะดำเนินต่อไป คำถามเดียวคือราคาเท่าไหร่ หากการผกผันเกิดขึ้นพร้อมกับการสูญพันธุ์ของสนามแม่เหล็กโลกในช่วงเวลาสั้นๆ อาจเป็นอันตรายต่อมนุษยชาติได้อย่างมาก ดาวเคราะห์ที่ไม่มีการป้องกันต้องเผชิญกับผลกระทบจากรังสีคอสมิก นอกจากนี้ การพร่องของชั้นโอโซนยังสามารถก่อให้เกิดอันตรายร้ายแรง
การเปลี่ยนแปลงของขั้วบนดวงอาทิตย์ซึ่งเกิดขึ้นในปี 2544 ไม่ได้นำไปสู่การปิดชั้นแม่เหล็กของดวงอาทิตย์ จะมีสถานการณ์ที่คล้ายคลึงกันบนโลกหรือไม่ นักวิทยาศาสตร์ไม่รู้
การรบกวนของสนามแม่เหล็กโลก: ผลกระทบต่อมนุษย์
ในระยะเริ่มแรก โซลาร์พลาสมาไม่ถึงบรรยากาศแมกนีโตสเฟียร์ แต่ภายใต้เงื่อนไขบางประการการซึมผ่านของพลาสม่าถูกรบกวนทำให้เกิดความเสียหายต่อเปลือกแม่เหล็ก พลาสมาพลังงานแสงอาทิตย์และพลังงานของมันทะลุผ่านสนามแม่เหล็ก เกี่ยวกับอัตราการไหลของพลังงาน มีสามตัวเลือกสำหรับการตอบสนองของสนามแม่เหล็ก:
- บรรยากาศเงียบสงบของสนามแม่เหล็ก - เปลือกโลกไม่เปลี่ยนสถานะ เนื่องจากความเร็วของการเคลื่อนที่ของพลังงานต่ำเกินไปหรือเท่ากับปริมาณพลังงานที่กระจายไปภายในทรงกลมแม่เหล็ก
- ย่อยแม่เหล็ก. สถานะที่เกิดขึ้นเมื่ออัตราพลังงานที่เข้ามาสูงกว่าอัตราการกระจายตัวแบบคงที่ และพลังงานบางส่วนหนีออกจากสนามแม่เหล็กผ่านช่องที่เรียกว่าพายุย่อย กระบวนการนี้ประกอบด้วยการปล่อยพลังงานแม่เหล็กบางส่วน ตัวตนที่สว่างที่สุดคือแสงออโรร่าเหนือ การปล่อยพลังงานส่วนเกินอาจเกิดขึ้นในช่วงเวลา 3 ชั่วโมงในบริเวณขั้วโลกของซีกโลกทั้งสอง
- พายุแม่เหล็กเป็นกระบวนการของการรบกวนอย่างรุนแรงของสนามเนื่องจากพลังงานความเร็วสูงที่มาจากภายนอก สนามแม่เหล็กก็มีการเปลี่ยนแปลงด้านล่างในบริเวณเส้นศูนย์สูตร
สนามแม่เหล็กของโลกเปลี่ยนแปลงเฉพาะพื้นที่ระหว่างพายุย่อย ในขณะที่การเปลี่ยนแปลงจะเกิดขึ้นทั่วโลกในช่วงพายุ ไม่ว่าในกรณีใด การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ไม่เกินสองสามเปอร์เซ็นต์ ซึ่งน้อยกว่าทุ่งที่มนุษย์สร้างขึ้นมาก
แพทย์เชื่อว่าพายุแม่เหล็กส่งผลเสียต่อสุขภาพของมนุษย์ ในช่วงเวลานี้ จำนวนผู้ป่วยที่เป็นโรคหลอดเลือดหัวใจ ภาวะซึมเศร้า และโรคทางจิตเวชอื่นๆ เพิ่มขึ้นความผิดปกติ
ยิ่งใหญ่คือบทบาทของสนามแม่เหล็กโลกในกระบวนการทางภูมิศาสตร์ทั้งหมดบนโลก เกราะป้องกันนี้ปกป้องโลกของเราจากกระบวนการที่ไม่พึงประสงค์มากมายและส่งผลกระทบต่อสภาพอากาศ ภายใต้อิทธิพลของการเปลี่ยนแปลงของสนามแม่เหล็กโลก ลักษณะภูมิอากาศ รูปแบบชีวิตของสัตว์และพืช และอื่นๆ อีกมากมายกำลังเปลี่ยนแปลง