Zemes magnētiskais lauks
Zemes magnētiskais lauks ir magnētiskais lauks, kas ieskauj Zemi. Dažreiz to sauc par ģeomagnētisko lauku.
Zemes magnētisko lauku rada Zemes rotācija un Zemes kodols. Tas pasargā Zemi no kaitīgām daļiņām kosmosā. Lauks ir nestabils, un Zemes vēsturē tas ir bieži mainījies. Zemei rotējot, abas kodola daļas pārvietojas ar atšķirīgu ātrumu, un tiek uzskatīts, ka tas rada magnētisko lauku ap Zemi tā, it kā Zemes iekšienē būtu liels stieņa magnēts.
Magnētiskais lauks rada magnētiskos polus, kas atrodas tuvu ģeogrāfiskajiem poliem. Kompass izmanto ģeomagnētisko lauku, lai noteiktu virzienus. Arī daudzi migrējošie dzīvnieki izmanto šo lauku, kad katru pavasari un rudeni mēro lielus attālumus. Magnētisko polu maiņa notiek magnētiskās maiņas laikā.
Raksturojums
Zemes ģeomagnētisko lauku veido divas lietas. Magnētiskā lauka veidošanā svarīgas ir konvekcijas kustības šķidrumvadošajā kodolā, kas atrodas Zemes centrā. Kad konvekcijas kustības notiek kopā ar elektriskajām strāvām ap Zemi, rodas magnētiskais lauks. Magnētisko lauku uztur Zemes rotācija. Konvekcijas kustību un elektrisko strāvu mijiedarbība rada dinamo efektu.
Magnētiskā lauka intensitāte ir vislielākā magnētisko polu tuvumā, kur tas ir vertikāls. Magnētiskā lauka intensitāte ir visvājākā ekvatora tuvumā, kur tas ir horizontāls. Magnētiskā lauka intensitāti mēra gausosos.
Magnētiskā lauka stiprums pēdējos gados ir samazinājies. Pēdējo divdesmit divu gadu laikā magnētiskā lauka stiprums ir samazinājies vidēji par 1,7 %. Dažos lauka apgabalos tā stiprums ir samazinājies līdz pat 10 %. Strauja lauka stipruma samazināšanās ir zīme, ka magnētiskais lauks varētu mainīties. Apgriešanās varētu notikt tuvāko dažu tūkstošu gadu laikā. Ir pierādīts, ka magnētisko polu kustība ir saistīta ar magnētiskā lauka stipruma samazināšanos.
Ģeomagnētiskā maiņa ir tad, kad ziemeļu un dienvidu magnētiskais polis apmainās vietām. Zemes vēsturē tas ir noticis dažas reizes. Magnētiskā maiņa notiek pēc tam, kad magnētiskā lauka stiprums sasniedz nulli. Kad spēks atkal sāks palielināties, tas palielināsies pretējā virzienā, izraisot magnētisko polu maiņu. Nav zināms, cik ilgā laikā notiek magnētiskā lauka apgriešanās, taču tas var ilgt līdz pat desmit tūkstošiem gadu. Zemes magnētiskie pavērsieni ir fiksēti iežos, īpaši bazaltā. Zinātnieki uzskata, ka pēdējā ģeomagnētiskā maiņa notika pirms 780 000 gadu.
Magnetosfēra
Magnetosfēru veido magnētiskais lauks. Tā ir zona ap Zemi, kas darbojas kā vairogs pret kaitīgajām saules vēja daļiņām. Magnetosfērā ir daudz dažādu slāņu un struktūru, un saules vējš veido katru no šiem slāņiem. Saules vēja un magnetosfēras mijiedarbība arī izraisa ziemeļblāzmas un dienvidblāzmas parādīšanos. Magnetosfēra ir ļoti svarīga, lai aizsargātu Zemi pret saules vētrām, kas palielina saules vēja aktivitāti. Saules vētras var izraisīt ģeomagnētiskās vētras, kas dažkārt nopietni ietekmē Zemi.
Platības starp ziemeļu un dienvidu magnētiskajiem poliem ir magnētiskā lauka līnijas. Šīs līnijas iziet no Zemes no vertikālā dienvidu punkta un atgriežas caur vertikālo ziemeļu punktu. Šos divus vertikālos punktus sauc par magnētiskajiem poliem. Magnētiskos iegremdēšanas polus parasti dēvē par magnētiskajiem poliem. Magnētiskie poli krustojas ar Zemi divos punktos. Ziemeļu magnētiskais polis šķērso Zemi 78,3 N platuma un 100 W garuma punktā. Tādējādi ziemeļu magnētiskais polis atrodas Ziemeļu polārā loka tuvumā. Dienvidu magnētiskais polis šķērso Zemi 78,3 dienvidu platuma un 142 austrumu garuma punktā. Tādējādi dienvidu magnētiskais polis atrodas Antarktīdā. Magnētiskie poli ir arī vietas, kur magnētiskie lauki ir visspēcīgākie.
Šajā attēlā redzama magnētsfēra, kas bloķē Saules vēju.
Ziemeļu magnētiskā pola kustība. Paredzams, ka tā šķērsos ziemeļu ģeogrāfiskā pola tuvumā un turpinās savu ceļu uz Sibīriju.
Zemes magnētiskie poli
Tāpat kā citiem magnētiskajiem laukiem, arī Zemes magnētiskajam laukam ir magnētiskie poli.
Ziemeļu magnētiskais polis ir punkts uz Zemes ziemeļu puslodes virsmas, kur planētas magnētiskais lauks ir vērsts vertikāli uz leju. Ir tikai viena vieta, kur tas notiek, netālu no ģeogrāfiskā ziemeļpola (bet atšķirībā no tā).
Tā dienvidu puslodes analogs ir dienvidu magnētiskais polis. Tā kā Zemes magnētiskais lauks nav precīzi simetrisks, līnija, kas novilkta no viena uz otru, nešķērso Zemes ģeometrisko centru.
Ziemeļu magnētiskais polis laika gaitā pārvietojas Zemes kodola magnētisko izmaiņu dēļ. 2001. gadā tas atradās netālu no Ellesmere salas Kanādas ziemeļos 81°18′ ziemeļu platuma 110°48′ rietumu garuma / 81,3° ziemeļu platuma 110,8° rietumu garuma / 81,3; -110,8 (Magnetic North Pole 2001). Tiek uzskatīts, ka 2015. gadā polis ir pārvietojies uz austrumiem ārpus Kanādas Arktikas teritoriālajām pretenzijām uz 86°18′N 160°00′W / 86,3°N 160,0°W / 86,3; -160,0 (Magnetic North Pole 2012 est).
Zemes ziemeļu un dienvidu magnētiskos polus dēvē arī par magnētiskā dipola poliem, norādot uz magnētiskā lauka līniju vertikālo "kritumu" šajos punktos.
Migrējošie dzīvnieki
Dzīvnieki, kas veic garas migrācijas, var būt atkarīgi no magnētiskā lauka kā ceļveža.
Daži migrējošie dzīvnieki zina savu atrašanās vietu pēc lauka intensitātes. Viņi zina laiku, pateicoties cirkādiskajiem ritmiem, ko rada lauks. Migrējošie dzīvnieki piedzimst ar magnētisko karti galvā, kas ļauj tiem droši migrēt lielus attālumus. To spēja sajust magnētisko lauku ir saistīta ar magnētiskajām daļiņām. Citiem dzīvniekiem ir ķīmiskais kompass, kura pamatā ir radikāļu pāru mehānisms.
Jautājumi un atbildes
J: Kāds ir Zemes magnētiskais lauks?
A: Zemes magnētiskais lauks ir magnētiskais lauks, kas ieskauj Zemi un ko dažkārt sauc par ģeomagnētisko lauku.
J: Kas rada Zemes magnētisko lauku?
A: Zemes magnētisko lauku rada Zemes rotācija un Zemes kodols.
J: Kāda ir Zemes magnētiskā lauka funkcija?
A: Zemes magnētiskais lauks pasargā Zemi no kaitīgām daļiņām kosmosā.
J: Cik stabils ir Zemes magnētiskais lauks?
A: Zemes magnētiskais lauks ir nestabils, un Zemes vēsturē tas ir bieži mainījies.
J: Kā veidojas Zemes magnētiskais lauks?
A: Tiek uzskatīts, ka Zemes magnētisko lauku rada abu kodola daļu atšķirīgais ātrums, Zemei rotējot, tādējādi radot magnētisko lauku tā, it kā tās iekšienē būtu liels stieņa magnēts.
J: Ko rada magnētiskie poli?
A: Zemes magnētiskā lauka radītie magnētiskie poli atrodas tuvu ģeogrāfiskajiem poliem.
J: Kādas ir Zemes magnētiskā lauka izmantošanas iespējas?
A: Ģeomagnētisko lauku izmanto kompasi, lai noteiktu virzienus, un daudzi migrējošie dzīvnieki, kas katru pavasari un rudeni mēro lielus attālumus. Magnētisko polu maiņas laikā magnētiskie poli apmainās vietām.
