Магнітне поле Землі

Магнітосфера забезпечує захист, без якого життя на Землі було б неможливе. Марс, магнітне поле якого дуже мале, як вважають, втратив значну частину своїх колишніх океанів і атмосфери за рахунок впливу сонячного вітру. З тієї ж причини, як вважають, Венера втратила більшу частину своїх вод – за рахунок виносу сонячним вітром в космос.

 

 

Магнітна індукція   – це векторна величина, що є силовою характеристикою магнітного поля (його дії на заряджені частинки) в даній точці простору. Визначає, з якою силою   магнітне поле діє на заряд q, прямуючи зі швидкістю  .

Більш конкретно,   – це такий вектор, що сила Лоренца  , що діє з боку магнітного поля на заряд q, рухається зі швидкістю  , дорівнює

 

де зіркою позначено векторний добуток, α – кут між векторами швидкості та магнітної індукції (напрям вектора   перпендикулярно їм обом і направлено за правилом лівої руки). Якщо враховувати і дію електричного поля Е, тоді формула (повної) сили Лоренца прийме вигляд:

 

Також магнітна індукція може бути визначена, як відношення максимального механічного моменту сил, що діють на рамку з струмом, вміщену в однорідне поле, до добутку сили струму в рамці на її площу. Є основною фундаментальною характеристикою магнітного поля, аналогічної вектору напруженості електричного поля. В системі СГС магнітна індукція поля вимірюється в гаусах (Гс), в системі СІ – в теслах (Тл)

1 Тл = 104 Гс

Магнітометри, застосовувані для вимірювання магнітної індукції, називають тесламетрами.

Оскільки вектор магнітної індукції є однією з основних фундаментальних фізичних величин в теорії електромагнетизму, він входить в безліч рівнянь, іноді безпосередньо, іноді через пов'язану з ним напруженість магнітного поля. По суті, єдина область в класичній теорії електромагнетизму, де він відсутній, це мабуть хіба тільки чиста електростатика.

У магнітостатиці.

У магнітостатичних межах найбільш важливими є:

 

Закон Біо-Савара – займає в магнітостатиці місце, займане в електростатиці законом Кулона:

  

Теорема Ампера про циркуляцію магнітного поля:

 

Формула сили Лоренца

 

Наслідки з неї такі як:

Вираз для сили Ампера, що діє з боку магнітного поля на струм

 

Вираз для обертального моменту, що діє з боку магнітного поля на магнітний диполь (виток зі струмом, котушку або постійний магніт) :

 

Вираз для сили, спроможній зі сторони магнітного поля на точковий магнітний заряд:

 

(цей вислів, точно відповідний звичайному закону Кулона, широко використовується для формальних обчислень, для яких цінна його простота, незважаючи на те, що реальних магнітних зарядів в природі не виявлено; також може прямо застосовуватися до обчислення сили, що діє з боку магнітного поля на полюс довгого тонкого магніту або соленоїда).

 

 

Будь-яка людина, яка спостерігає за тим, що відбуваються в наші дні явища, пов'язані з глобальною зміною клімату на планеті, так чи інакше, але замислюється: по-перше, над причинами зростання числа і сили природних катаклізмів; по-друге, над можливістю довгострокового прогнозування природних стихій з метою допомоги суспільству. Адже сьогодні все частіше звучить інформація про входження людства в епоху глобальних природних катаклізмів. Існує можливість якщо не повного запобігання, то хоча б мінімізації наслідків глобальної зміни клімату на планеті?

Так як ми вже знаємо магнітне поле Землі – це природний «щит» планети від шкідливої для всього живого космічної та сонячної радіації. За фактом, якби Земля не володіла власним магнітним полем, то й життя, в звичному для нас вигляді, була б на ній неможлива. Напруженість магнітного поля Землі розподіляється неоднорідно і складає на поверхні в середньому близько 50 000 нТл і варіюється в межах від 20 000 нТл до 60 000 нТл.

 

Однак, спостереження показують, що магнітне поле Землі поступово слабшає, при цьому зміщуються геомагнітні полюси. На ці процеси впливають, в першу чергу, певні космічні фактори, хоча традиційна наука про них поки не відає і не враховує, безрезультатно намагаючись знайти відповіді в надрах Землі.

Дані, що передаються супутниками Swarm, запущеними Європейським космічним агентством (European Space Agency, ESA), підтверджують загальну тенденцію ослаблення величини магнітного поля, причому найбільший рівень зниження спостерігається в Західній півкулі нашої планети.

 

Офіційно вважається, що за останні 100 років магнітне поле Землі ослабшало приблизно на 5%. В області так званої Південної Атлантичної аномалії біля берегів Бразилії ослаблення було ще більш істотним. Проте, варто відзначити, що раніше, втім як і зараз, наземні вимірювання проводяться точково, причому на суші, що вже не може відображати повну картину вікових змін магнітного поля. Також не враховуються дірки в магнітному полі Землі – своєрідні проломи в магнітосфері, через які проникають величезні потоки сонячної радіації. З невідомих традиційній науці причин кількість цих дірок постійно зростає.

 

 

Відомо, що ослаблення магнітного поля Землі веде до переполюсовці, при якій північний і південний магнітні полюси міняються місцями, відбувається їх інверсія. Дослідження в області палеомагнетизма показали, що раніше під час переполюсовцці, які відбувалися поступово, магнітне поле Землі втрачало дипольну структуру. Інверсії магнітного поля передувало його ослаблення, а після неї величина поля знову зростала до колишніх значень. У минулому дані інверсії в середньому відбувалися приблизно кожні 250 000 років. Але з часу останньої, як стверджують вчені, пройшло вже близько 780 000 років. Проте яких-небудь пояснень настільки тривалого періоду стабільності офіційна наука дати не може. Крім того, в наукових колах коректність інтерпретації палеомагнитних даних періодично піддається критиці. Так чи інакше, але стрімке ослаблення магнітного поля в наші дні є ознакою початку глобальних процесів як у космічному просторі, так і в надрах Землі. Саме тому відбуваються на планеті катаклізми викликані більшою мірою природними факторами, ніж антропогенним впливом.

 

 

Яновский Б. М. Земной магнетизм: [учеб. пособие] / Яновский Б. М. – Л. : Ленингр. ун-т, 1978.

Енциклопедичний словник Ф. А, Брокгауза і В. А. Ефрона – С. – Пб: Брокгауз – Єфрон 1890-1907.

Блоксхам Д. Эволюция магнитного поля Земли / Д. Блоксхам, Д. Габбинд // В мире науки. – 1990.

Бібліотека <Математичне просвітництво> Випуск 24 / А. В. Дяченко: МАГНІТНІ ПОЛЮСИ ЗЕМЛІ. /Видавництво Московського центру безперервної математичної освіти Москва • 2003

Бакулин П. И. Курс общей астрономии / Бакулин П. И., Кононович Э. В., Мороз В. И. – М. : Наука, 1966