|
Магнитное поле Земли
О существовании естественного магнитного поля Земли и магнитных явлениях людям было известно еще с глубокой древности. Тем не менее, до сих пор не существует однозначного ответа на вопрос о его происхождении.
Наиболее достоверной гипотезой, объясняющей возникновение магнитного поля Земли, является гипотеза вихревых токов в ядре. Она основана на том, что на глубине 2900км под мантией Земли находится так называемое «жидкое» ядро с высокой электропроводностью. Благодаря гиромагнитному эффекту (намагничиванию тел при вращении) во время образования Земли могло возникнуть слабое магнитное поле. В этом магнитном поле индуцируются вихревые токи благодаря наличию в ядре свободных электронов и вращению Земли. Эти токи, в свою очередь, также создают магнитное поле.
Наблюдаемое на поверхности Земли магнитное поле обусловлено несколькими факторами.
- Нормальное магнитное поле, или поле диполя. В первом приближении магнитное поле Земли можно представить как поле однородно намагниченного шара. Ось этого шара наклонена по отношению к оси вращения Земли примерно на 11º, поэтому магнитные полюса не совпадают с географическими полюсами. Так например Северный магнитный полюс находится неподалеку от побережья Канады в Северном Ледовитом Океане. На рисунке показано положение Северного магнитного полюса в 2001 году.
- Так называемые континентальные аномалии, которые, по всей видимости, связаны с наличием дополнительных диполей на верхней и нижней границах «жидкого» ядра.
- Региональные аномалии, связанные с большими залежами железных руд, например Курская Магнитная Аномалия.
- Поле внешних источников, например от протекающих в ионосфере токов.
- Вариации магнитного поля во времени. Обычно выделяют вариации вековые, годовые, суточные и магнитные бури
Таким образом, полное магнитное поле Земли можно представить в виде:
,
где –– дипольная, материковая, аномальная составляющая, составляющая источников и вариационная составляющая соответственно.
Элементы магнитного поля Земли
Если ось x прямоугольной системы координат направить на географический север, ось y –– на географический восток, а ось z к центру Земли, то элементы магнитного поля будут выглядеть как на рисунке ниже.
Проекция полного вектора магнитной индукции T на горизонтальную плоскость называется горизонтальной составляющей H. Направление H совпадает с направлением магнитного меридиана.
Проекция полного вектора магнитной индукции T на ось z называется вертикальной составляющей Z.
Угол I между вектором магнитной индукции T и горизонтальной составляющей H называется углом склонения.
Угол D между горизонтальной составляющей и направлением на географический север (осью x) называется углом наклонения.
Все элементы магнитного поля Земли можно связать между собой следующими формулами:
.
|
14.11.12
|
|
15.12.11
|
|
13.12.11
|
|
07.12.11
|
|
30.11.11
|
Последние комментарии на форуме
|