منو
 صفحه های تصادفی
خط افقی تشدید شده در عکاسی
منشأ دین
سطح شیبدار
JSP
لشکرکشی محمود به هند- فتح کشمیر
حلقه‌های زحل
بیلان
تداوم امامت از نسل حسین علیه السلام
امام کاظم علیه السلام و سخن گفتن به زبان فارسی
اسراف و تبذیر
 کاربر Online
425 کاربر online

مغناطیس زمین

تازه کردن چاپ
علوم طبیعت > زمین شناسی > ژئوفیزیک
علوم طبیعت > زمین شناسی > زمین شناسی فیزیکی
(cached)

میدان مغناطیسی سپر دفاعی نامرئی


کارشناسان به این نتیجه رسیدند که میدان مغناطیسى زمین ، سپر دفاعى نامرئى ما در برابر توفانهاى خورشیدى و تشعشعات فضایى بوده است. با این وجود نقش پروتونها و ذرات آلفا در این تشعشعات و همچنین نقش میدان مغناطیسى زمین هنوز هم معماهاى بسیارى را در خود نهفته دارند. اما اصولا چرا کره زمین از دو قطب مغناطیسى برخوردار است؟

  • چه چیزى باعث مى‌شود که زمین همانند یک میله مغناطیسى عظیم ، آنطور که همه ما آ ن را از کلاسهاى درس فیزیک مى‌شناسیم، عمل کند؟

  • چرا عقربه یک قطب نما همیشه جهت شمال و جنوب مغناطیسى را بر روى زمین نشان مى‌دهد؟

میدان مغناطیسى درونى زمین بر جریانهاى الکتریکى خارجى در یونسفر جو زمین اثر گذاشته و به این ترتیب در برابر توفانهاى خورشیدى و تشعشعات زیان آور ذرات الکتریکى نقش حفاظ را بازى مى‌کند.

تصویر

آشنایی

برای تشریح مشخصات میدان مغناطیسی زمین لازم است که ابتدا به اختصار بحث کنیم. بعضی از اجسام طبیعی دارای این خاصیت اند که می توانند ذرات آهن را جذب کنند و این اجسام به نام آهن ربای طبیعی نامیده می شوند. از آنجا که مغناطیس فقط از فاصله معینی قادر به جذب ذرات آهن است، نتیجه می شود که هر مغناطیس فقط در فضای معینی تاثیر دارد که آن را میدان مغناطیسی می گویند. در هر میدان مغناطیسی تعدادی خطوط نیرو وجود دارد که طبق قرارداد شمال مغناطیس خارج شده و پس از عبور از محیطی که در آن قرار دارند داخل قطب جنوب می شوند.

مشخصات میدان مغناطیسی زمین

هر گاه یک عقربه مغناطیسی را روی پایه بدون اصطکاکی قرار دهیم، پس از نوسانات متعدد، در امتدادی می ایستد که آن را امتداد شمال و جنوب مغناطیسی می گویند. این امتداد معمولا با امتداد شمال و جنوب جغرافیایی منطبق نیست بلکه با آن زاویه ای می سازد که آن را زاویه انحراف مغناطیسی زمین می خوانند. همچنین عقربه به حالت افقی قرار نمی گیرد بلکه با افق زاویه ای می سازد که به نام زاویه میل مغناطیس خوانده می شود.

مختصات قطبین زمین

قطب شمال مغناطیسی دارای طول جغرافیایی 96 درجه غربی و عرض جغرافیایی 70 درجه شمالی است. قطب جنول مغناطیسی دارای طول جغرافیایی 140 درجه شرقی و عرض 68 درجه جنوبی است.
شدت میدان مغناطیسی زمین در قطبهای آن در حدود 6/0 گوس و در سایر نقاط از این مقدار کمتر است. بایستی توجه داشت که شدت میدان مغناطیسی زمین در تمام نقاط یکنواخت نیست و حتی در یک نقطه نیز متغیر است.
تصویر

تغییرات میدان مغناطیسی زمین

تغییرات میدان مغناطیسی زمین در یک نقطه ثابت نیست و بر حسب زمان تغییر می کند. این تغییرات شامل زوایای میل و انحراف مغناطیسی نیز هست. تغیییرات میدان مغناطیسی زمین را می توان به چهار دسته زیر تقسیم کرد:
  • تغییرات با زمان تناوب طولانی:
    که زمان آن قابل مقایسه با دورهای زمین شناسی است (چندین ده میلیون سال). از جمله این تغییرات می توان تغییر مکان قطبهای مغناطیسی و حتی معکوس شدن آنها را نام برد. این تغییرات می توان به وسیله خواص مغناطیسی سنگهای قدیمی زمین مطالعه کرد. می دانیم که کانیهایی مانند منیتیت و پیروتین خاصیت مغناطیسی طبیعی دارند. هرگاه به هنگام انجماد ماگما چنین کانیهایی در آن وجود داشته باشد، طبیعتا تحت تاثیر میدان مغناطیسی وقت زمین در جهت معینی قرار خواهند گرفت که توسط آنها می توان شدت و نیز جهت میدان مغناطیسی زمین را در حالت انجماد به دست آورد. به عنوان مثال می توان از گدازه های آتشفشانی فرانسه نام برد که قشرهای مختلف آن امتدادهای مغناطیسی کاملا متفاوتی را نشان می دهند و نظیر چنین گدازه هایی در انگلستان، آمریکا و ایسلند نیز وجود دارد.
تصویر

مطالعات سنگهای آذرین و رسوبی نشان داده که قطبین مغناطیسی زمین چندین بار تغییر مکان داده و جهت آنها نیز عوض شده است. مطالعاتی که در زمینه مغناطیسی گذشته زمین انجام گرفته نشان داده است که تعویض قطبین مغناطیسی زمین در دوران سنوزوئیک بیش از همه بوده و در دوران پالئوزوئیک اصلا دیده نشده است. تعویض قطبین زمین را به دو صورت می توان تعبیر کرد. یا اینکه جای قطبین زمین واقعا عوض شده و یا اینکه وجود یک میدان مغناطیسی محلی معکوس، باعث شده است که کانیهای مغناطیسی در جهت عکس میدان مغناطیسی اصلی زمین قرار گیرند.

  • تغییرات قرنی:
    این تغییرات که دوره تناوب آنها در حدود قرن است بدین نام خوانده می شود. بر اساس این تغییرات، علاوه بر تغییر شدت میدان مغناطیسی در یک محل زوایای انحراف و میل آن نیز عوض می شود.

  • تغییرات روزانه:
    میدان مغناطیسی زمین در یک نقطه حتی در طول یک روز ثابت نیست وبه میزان قابل توجهی تغییر می کند به طوریکه مقدار متوسط تغییرات روزانه را می توان 30 گاما در نظر گرفت. اندازه تغییرات روزانه تا حدود زیادی به عرض جغرافیایی محل بستگی دارد واز آنجا که دوره تناوب آن با گردش زمین مطابقت می کند، تصور می شود که عامل اصلی این دسته تغییرات خورشید است.

  • تغییرات ناگهانی:
    این تغییرات به طور ناگهانی و اتفاقی انجام می گیرد که از جمله معروفترین آنها می توان طوفانهای مغناطیسی را نام برد. هر چند برای این دسته از تغییرات تناوب مشخصی نمی توان در نظر گرفت ولی تقریبا هر 27 روز یکبار تغییرات مشابهی نشان می دهند و از آنجا که این مدت با زمان گردش وضعی خورشید برابر است، می توان گفت که قسمتی از سطح خورشید که دارای لکه های فراوان است در بروز این دسته تغییرات نقش مهمی را ایفا می کند.

تصویر

منشا میدان مغناطیسی زمین


دمای زمین با عمق مرتبا افزایش می یابد به طوری که در 25 کیلومتری دمای آن به 700 سانتیگراد می رسد و این دما برابر نقطه کوری آهن است (نقطه کوری درجه حرارتی است که در بالاتر از آن جسم خاصیت آهنربایی خود را از دست می دهد) و بدین ترتیب اجسام فرومغناطیس در عمق بیش از 25 کیلومتر نمی توانند خاصیت آهنربایی داشته باشند.
برای تشریح مغناطیس زمین نظریه های مختلفی ارائه شده که از نتیجه آنها می توان گفت که اولا علت اصلی مغناطیس بودن زمین در داخل آن است و ثانیا مغناطیس زمین از دو مولفه تشکیل شده است. یکی از این مولفه ها، که در ضمن مولفه اصلی نیز هست مقدار ثابتی دارد و مولفه دیگر که متغیر است، عامل تغییرات میدان مغناطیسی زمین است. بدین ترتیب مولفه اصلی مغناطیس زمین در داخل زمین است و به وسیله جریان الکتریکی که مربوط به حرکات مواد در درون آن است تولید می شود. در مورد نحوه جریانهای الکتریکی نظریات مختلفی وجود دارد، جریانهای ممکن است در نتیجه فعل و انفعالات شیمیایی یا در اثر اختلاف درجه حرارت تولید شوند.

تصویر

هسته خارجی زمین از غرب به شرق و با سرعتی کمتر از گوشته و پوسته حرکت می کند و برای حرکت آن دو علت بیان شده است. مطابق یک نظریه، علت این حرکت تغییرات سرعت زاویه ای زمین در نتیجه اصطکاک حاصل از جزر و مد و بر اساس نظریه دیگر، اختلاف دما عامل این حرکت است.
علاوه بر این نظریه، نظریه دیگری نیز توسط الزاسر ارائه شد. مطابق نظریه اول که بررسی شد، جریانها از شرق هب غرب در اطراف هسته حرکت می کنند و میدان مغناطیسی شمالی جنوبی به وجود می آورند ولی بر اساس نظریه وی جریانها ممکن است از شمال به جنوب حرکت کنند و میدان مغناطیسی ای تشکیل دهند که هسته را در امتداد شرق به غرب دور بزند. چون این میدان به وسیله سطح هسته محصور است. نمی تواند در سطح زمین مشاهده و آثار آن توسط ما رویت شود. بدین ترتیب میدانی را که ما مشاهده می کنیم اثر فرعی است یعنی هنگامی که مایع درون هسته حرکت می کند، درنتیجه میدان موجود، جریانهایی به وجود می آید که میدان مغناطیسی شمالی جنوبی زمین را تولید می کند.



تعداد بازدید ها: 62113


ارسال توضیح جدید
الزامی