Ирина Якутенко
В
последние дни на научных информационных сайтах появилось большое количество
новостей, посвященных магнитному полю Земли. Например, новость о том, что в
последнее время оно существенно изменяется, или о том, что магнитное поле
способствует утечке кислорода из земной атмосферы и даже про то, что вдоль
линий магнитного поля ориентируются коровы на пастбищах. Что представляет собой
магнитное поле и насколько важны все перечисленные новости?
Магнитное
поле Земли – это область вокруг нашей планеты, где действуют магнитные силы.
Вопрос о происхождении магнитного поля до сих пор окончательно не решен. Однако
большинство исследователей сходятся в том, что наличием магнитного поля Земля
хотя бы отчасти обязана своему ядру. Земное ядро состоит из твердой внутренней
и жидкой наружной частей. Вращение Земли создает в жидком ядре постоянные
течения. Как читатель может помнить из уроков физики, движение электрических
зарядов приводит к появлению вокруг них магнитного поля.
Одна
из самых распространенных теорий, объясняющих природу поля, - теория
динамо-эффекта - предполагает, что конвективные или турбулентные движения
проводящей жидкости в ядре способствуют самовозбуждению и поддержанию поля в
стационарном состоянии.
Землю
можно рассматривать как магнитный диполь. Его южный полюс находится на
географическом Северном полюсе, а северный, соответственно, на Южном. На самом
деле, географический и магнитный полюса Земли не совпадают не только по
"направлению". Ось магнитного поля наклонена по отношению к оси
вращения Земли на 11, 6 градуса. Из-за того что разница не очень существенная, мы
можем пользоваться компасом. Его стрелка точно указывает на южный магнитный
полюс Земли и почти точно на Северный географический. Если бы компас был
изобретен 720 тысяч лет назад, то он бы указывал и на географический и на
магнитный северный полюс. Но об этом чуть ниже.
Магнитное
поле защищает жителей Земли и искусственные спутники от губительного
воздействия космических частиц. К таким частицам относятся, например, ионизированные
(заряженные) частицы солнечного ветра. Магнитное поле изменяет траекторию их движения,
направляя частицы вдоль линий поля. Необходимость наличия магнитного поля для
существования жизни сужает круг потенциально обитаемых планет (если мы исходим
из предположения, что гипотетически возможные формы жизни похожи на земных
обитателей).
Ученые
не исключают, что часть планет земного типа не имеют металлического ядра и, соответственно,
лишены магнитного поля. До сих пор считалось, что планеты, состоящие из твердых
скальных пород, как и Земля, содержат три основных слоя: твердую кору, вязкую
мантию и твердое или расплавленное железное ядро. В недавней работе ученые из
Массачусетсткого технологического института предложили сразу два возможных
механизма образования "скалистых" планет без ядра. Если теоретические
выкладки исследователей подтвердятся наблюдениями, то формулу для расчета
вероятности встретить во Вселенной гуманоидов или хотя бы что-то, напоминающее
иллюстрации из учебника биологии, придется переписать.
Земляне
тоже могут лишиться своей магнитной защиты. Правда, точно сказать, когда это
произойдет, геофизики пока не могут. Дело в том, что магнитные полюса Земли
непостоянны. Периодически они меняются местами. Не так давно исследователи
установили, что Земля "помнит" о смене полюсов. Анализ таких
"воспоминаний" показал, что за последние 160 миллионов лет магнитные
север и юг менялись местами около 100 раз. Последний раз это событие произошло
около 720 тысяч лет назад.
Смена
полюсов сопровождается изменением конфигурации магнитного поля. Во время
"переходного периода" на Землю проникает существенно больше
космических частиц, опасных для живых организмов. Одна из гипотез, объясняющих
исчезновение динозавров, утверждает, что гигантские рептилии вымерли именно во
время очередной смены полюсов.
Кроме
"следов" плановых мероприятий по смене полюсов исследователи заметили
в магнитном поле Земли опасные подвижки. Анализ данных о его состоянии за
несколько лет показал, что в последние месяцы в нем начали происходить опасные
изменения. Настолько резких "движений" поля ученые не регистрировали
уже очень давно. Вызывающая беспокойства исследователей зона находится в южной
части Атлантического океана. "Толщина" магнитного поля в этом районе
не превышает трети от "нормальной". Исследователи давно обратили
внимание на эту "прореху" в магнитном поле Земли. Собранные за 150
лет данные показывают, что за этот период поле здесь ослабло на десять
процентов.
На
данный момент трудно сказать, чем это грозит человечеству. Одним из последствий
ослабления напряженности поля может стать увеличение (пусть и незначительное)
содержания кислорода в земной атмосфере. Связь между магнитным полем Земли и
этим газом была установлена с помощью системы спутников Cluster – проекта
Европейского космического агентства. Ученые выяснили, что магнитное поле ускоряет
ионы кислорода и "выбрасывает" их в космическое пространство.
Несмотря
на то, что магнитное поле нельзя увидеть, обитатели Земли хорошо его чувствуют.
Перелетные птицы, например, отыскивают дорогу, ориентируясь именно на него.
Существует несколько гипотез, объясняющих, как именно они ощущают поле. Одна из
последних предполагает, что птицы воспринимают магнитное поле визуально. Особые
белки – криптохромы – в глазах перелетных птиц способны менять свое положение
под воздействием магнитного поля. Авторы теории считают, что криптохромы могут
выполнять роль компаса.
Кроме
птиц магнитное поле Земли вместо GPS используют морские черепахи. И, как
показал анализ спутниковых фотографий, представленных в рамках проекта Google
Earth, коровы. Изучив фотографии 8510 коров в 308 районах мира, ученые
заключили, что эти животные предпочтительно ориентируют свои тела с севера на
юг (или с юга на север). Причем "реперными точками" для коров служат
не географические, а именно магнитные полюса Земли. Механизм восприятия
коровами магнитного поля и причины именно такой реакции на него остаются
неясными.
Кроме
перечисленных замечательных свойств магнитное поле способствует появлению
полярных сияний. Они возникают в результате резких изменений поля, происходящих
в удаленных регионах поля.
Магнитное
поле не обошли своим вниманием сторонники одной из "теорий заговора"
– теории о лунной мистификации. Как уже упоминалось выше, магнитное поле
защищает нас от космических частиц. "Собранные" частицы скапливаются
в определенных частях поля – так называемых радиационных поясах Ван Алена.
Скептики, не верящие в реальность высадок на Луну, считают, что во время
пролета сквозь радиационные пояса астронавты получили бы смертельную дозу
радиации.
Магнитное
поле Земли - удивительное следствие законов физики, защитный щит, ориентир и
создатель полярных сияний. Если бы не оно, жизнь на Земле, возможно, выглядела
бы совсем иначе. В общем, если бы магнитного поля не было - его необходимо было
бы придумать.
Список литературы
Для
подготовки данной работы были использованы материалы с сайта planetarium-kharkov
Другие работы по теме:
Билеты по Физике
Вопросы к экзамену по Физике Электрический ток в электролитах. Законы электролиза. Электропроводимость газов. Самостоятельный и несамостоятельный газовые разряды.
Магнитное поле Процесс формирования
Graphics Магнитное поле Содержание . 1 Чем создаётся 2 Вычисление 3 Магнитные свойства веществ 4 Проявление магнитного поля 5 Взаимодействие двух магнитов 6 Явление электромагнитной индукции 7Токи Фуко Graphics
Магнитные и электромагнитные поле
Электрическое и магнитные поля тесно связаны между собой. В природе существует электромагнитное поле - чисто электрические и чисто магнитные поля являются лишь его частными случаями. Изменяющиеся электрические и магнитные поля индуктируют друг друга.(под изменением поля надо понимать не только изменение его интенсивности, но и движение поля как целого).
Отклонение Электрона электрическим и магнитным полями
Отклонение пучка электронов может быть вызвано с помощью отклоняющих систем. Основное назначение отклоняющих систем состоит в пространственном перемещении сфокусированного электронного луча. Есть два принципиально различных типа отклоняющих систем: электростатическая, в которой отклонение электронного луча осуществляется поперечным (по отношению к вектору скорости электронов) электрическим полем, и магнитная, использующая поперечное магнитное поле.
Магнитное поле
Работа по физике Ученика 10 класса А Школы №1202 Круглова Егора Магнитное поле В XIX веке была обнаружена связь между электричеством и магнетизмом и возникло представление о
Движение заряженных частиц
Содержание 1. Движение электрона в равномерном магнитном поле, неизменном во времени и направленном перпендикулярно скорости……………………..3 2. Движение электрона в неизменном во времени магнитном поле, когда скорость электрона не перпендикулярна силовым линиям……………….4
на тему
Квантовый эффект Холла (кэх) был открыт Клаусом фон Клитцингом (совместно с Г. Дордой и М. Пеппером) в 1980 году [1], за что впоследствии в 1985 году он получил Нобелевскую премию [2]
Гравитационное поле точечной массы и шара
Нахождение аномалий силы тяжести, создаваемых телами известной формы, составляет прямую задачу гравиметрии. В основе аналитического способа решения прямой задачи лежит известный закон всемирного тяготения Ньютона.
Закон всемирного тяготения
На поверхности Земли действует гравитационное поле, создаваемое силой притяжения массы Земли F и центробежной силой P, возникающей вследствие вращения Земли вокруг своей оси.
Гравитационное поле плоского слоя
Рассмотрим очень важную задачу притяжения, создаваемого плоским слоем в точке А, расположенной на некоторой высоте z над ним. Пусть плотность слоя = const. Вырежем в нем диск радиусом r и толщиной z.
Чук и гек по одноименному рассказу А. Гайдара
Автор: Гайдар А.П. Аркадий Петрович Гайдар очень любил ребят, поэтому он придумывал весёлые, интересные рассказы о ребячьей жизни. Один из них мне понравился. Он называется «Чук и Гек».
The New York Times
Введение 1 История 2 Интересные факты Список литературы The New York Times Введение The New York Times (русск. Нью-Йо́рк та́ймс) — третья по популярности (после The Wall Street Journal и USA Today) газета США. Как и основная часть американских газет, The New York Times создана как региональное издание.
FedEx
Введение 1 Собственники и руководство 2 Деятельность 3 Интересные факты Список литературы Введение FedEx Corporation (по-русски произносится Федэкс корпорейшн; NYSE: FDX) — американская компания, предоставляющая почтовые, курьерские и другие услуги логистики по всему миру. Входит в список Fortune 1000 по итогам 2005 года (71-е место).
Бечуаналенд
Введение 1 История 2 Интересные факты 4 Карты Введение Протекторат Бечуаналенд (англ. Bechuanaland Protectorate) — протекторат Великобритании в Южной Африке, существовавший с 31 марта 1885 по 30 сентября 1966.
Фюссли, Иоганн Генрих
Введение 1 Биография 2 Творчество 3 Интересные факты Введение Иога́нн Ге́нрих Фю́ссли, или Ге́нри Фю́зели (нем. Johann Heinrich Fьssli, англ. Henry Fuseli, 7 февраля 1741, Цюрих — 16 апреля 1825, Лондон) — швейцарский и английский живописец, график, историк и теоретик искусства.
Субантарктический пингвин
Введение 1 Внешний вид 2 Ареал 3 Интересные факты 4 Галерея Список литературы Введение Субантарктический (папуанский) пингвин (лат. Pygoscelis papua) — вид из рода антарктических пингвинов (Pygoscelis) семейства пингвиновых, родственный пингвинам Адели и антарктическим пингвинам.
Республиканский шуцбунд
Введение 1 История 2 Интересные факты Введение Республиканский шуцбунд (нем. Republikanische Schutzbund — Союз обороны) — военизированная организация Социал-демократической партии Австрии, созданная в 1923 году и действовавшая до 1936 года.
Эрсилья-и-Суньига, Алонсо де
Введение 1 Биография 2 Творчество 3 Интересные факты Введение Ало́нсо де Эрси́лья-и-Суньи́га (исп. Alonso de Ercilla y Zъсiga; 7 августа 1533, Мадрид — 29 ноября 1594, там же) — испанский поэт баскского происхождения, автор поэмы «Араукана».
Падран
Введение 1 История 2 Интересные факты Список литературы Введение Падран (порт. Padrгo) — каменный столб (часто увенчанный латинским крестом) с изображением королевского герба Португалии и надписью[1].
Памятник Кагульской битвы
Введение 1 История сооружения 2 Описание 3 Интересные факты Введение Памятник Кагульской битвы (Колонна Славы на Кагульском поле) — монумент в городе Вулканешты в Гагаузии, на юге современной Молдавии. Воздвигнут в 1849 году на месте победы русской армии в битве при Кагуле 1770 года — одном из главных сражений русско-турецкой войны 1768—1774.
Латвийское отделение АКМ
Введение 1 Интересные факты Список литературы Введение Латвийское отделение АКМ — зарегистрированное общественно-политическое движение в Латвии[]. Является региональным отделением всесоюзной организации Авангард красной молодёжи. Имеет отделение в Риге.
Рейс 243 Алоха Эрлайнз 28 апреля 1988 года
Введение 1 Основные сведения 2 Причины авиакатастрофы 3 Интересные факты 4 Источник Введение Рейс 243 Алоха Эрлайнз 28 апреля 1988 года — авиарейс, во время которого самолёт Boeing 737—200 авиакомпании «Алоха Эрлайнз» (en:Aloha Airlines), выполняя полет из аэропорта Хило (en:Hilo International Airport) в аэропорт Гонолулу (en:Honolulu International Airport), внезапно потерял значительную часть конструкции фюзеляжа, в результате чего пассажиры и бортпроводницы рейса подверглись действию набегающего потока воздуха и кислородному голоданию, а одна из бортпроводниц погибла.
Театр Пиквик
План Введение 1 История 2 Стоимость билетов (кино) 3 Интересные факты 4 Смотрите также Введение Театр Пиквик (англ. Pickwick) расположен в городе Парк Ридж (пригород Чикаго), штат Иллинойс.
Провинстаун
План Введение 1 История 2 Население 3 Интересные факты Введение Провинстаун (англ. Provincetown) — город в округе Барнстебл, штат Массачусетс, США. Расположен на окончании мыса Кейп-Код, с западной стороны косы. Известен как гавань, туристический центр, а также как гей-деревня.
Таммани-холл
План Введение 1 История 2 Интересные факты Введение Таммани-холл — политическое общество Демократической партии США в Нью-Йорке, действовавшее с 1790-х по 1960-е годы и контролировавшее выдвижение кандидатов и патронаж в Манхэттене с 1854 по 1934 гг.
Обыкновенный старик
План Введение 1 Внешний вид 2 Распространение 3 Образ жизни 4 Интересные факты Список литературы Введение Обыкновенный ста́рик[1] (лат. Synthliboramphus antiquus) — небольшая птица семейства чистиковых (Alcidae).
Мелена-дель-Сур
Введение 1 Демография 2 Административно-территориальное деление 2.1 Динамика численности населения муниципалитета 3 Интересные факты Список литературы
Магнитные аномалии
Реальное магнитное поле, наблюдаемое на поверхности Земли, отражает суммарный эффект действия различных источников.
Питер Зееман
Зееман, Питер (Zeeman, Pieter) (1865–1943), нидерландский физик.