Zemlja ima magnetno polje , ki je bistveno za življenje. To magnetno polje se razteza iz notranjosti planeta navzven v vesolje, kjer interagira s sončnim vetrom. Znano je tudi kot geomagnetno polje in ga povzroča obilica kovin v Zemljinem jedru, njeni najbolj zunanji plasti.
V tem članku bomo videli pomen magnetnega polja Zemlje, njegov izvor, delovanje in kaj se danes z njo dogaja.
Kaj je
Kot da bi imeli v svojem planetu nekakšen magnet. Magnetno polje ustvarja nekakšen električni tok, ki nastane zaradi konvekcijskih tokov v Zemljinem jedru. Ti električni tokovi nastanejo, ker jedro vsebuje veliko količino kovin, kot sta železo in nikelj. Proces, pri katerem nastajajo ti konvekcijski tokovi, se imenuje geodinamo.
Znanost že dolgo preučuje Zemljino magnetno polje. Zemljino jedro je približno dve tretjini velikosti Lune. Dosega temperature okoli 5.700 stopinj Celzija, zaradi česar je železo skoraj tako vroče kot površina Sonca. Zaradi pritiska, ki ga izvajajo druge Zemljine plasti, železo ni tekoče. Zunanje jedro je še ena plast, debela 2.000 km, sestavljena iz železa, niklja in drugih kovin, ki so tekoče. To je zato, ker je tlak v zunanjem jedru nižji, zato visoke temperature povzročijo taljenje kovin.
Razlike v temperaturi, tlaku in sestavi znotraj zunanjega jedra povzročajo tako imenovane konvekcijske tokove v staljeni kovini. Ko hladnejša, gostejša snov potone, se toplejša, manj gosta snov dvigne. To je podobno kot se dogaja z zračnimi masami v ozračju. Pomembno vlogo igra tudi Coriolisov učinek , ki ga povzroča vrtenje Zemlje. Posledično nastanejo vrtinci, ki mešajo staljene kovine.
Kako nastane
Neprekinjeno gibanje tekočine, ki je sestavljena večinoma iz železa, ustvarja električne tokove, ki nato proizvajajo magnetna polja. Električno nabite kovine prehajajo skozi ta magnetna polja in še naprej ustvarjajo lastne električne tokove. Na ta način se cikel nadaljuje. Celoten, samovzdrževalni cikel se imenuje geodinamo.
Coriolisova sila povzroči spiralo, zaradi katere se mnoga magnetna polja poravnajo v isto smer. Skupni učinek vseh teh linij magnetne sile ustvarja magnetno polje, ki obdaja Zemljo.
Ko govorimo o plasti Zemlje ali atmosfere, povezani z Zemljinim magnetnim poljem, mislimo na magnetosfero. To je območje atmosfere, ki se nahaja zunaj planeta, ga obdaja in je v celoti pod nadzorom Zemljinega magnetnega polja. Obliko magnetosfere določa sončni veter, ko ta udari v površje. Ta sončni veter stisne en del magnetosfere, zaradi česar se nasprotna stran razširi. Ta velika razširitev je znana kot "magnetni rep".
Sončni veter je aktivnost naše največje zvezde, Sonca. Ta sončni veter je obremenjen s sevanjem, ki bi, če bi vstopilo v našo atmosfero, lahko povzročilo resno škodo telekomunikacijskim sistemom po vsem svetu . To bi bila popolna katastrofa za tehnološko dobo, v kateri živimo. GPS bi odpovedal, ne bi bilo telefonske pokritosti, radijskih ali televizijskih oddaj itd. Zato smo zaradi obstoja magnetosfere zaščiteni.
Značilnosti magnetnega polja Zemlje
Analizirali bomo značilnosti tega magnetnega polja, ki ga je znanost odkrila v preteklih letih in s tisoči študij o njem.
- Intenzivnost magnetnega polja je najnižja v bližini ekvatorja in največja na polih.
- Zunanja meja je magnetopavza.
- Magnetosfera deluje dinamično pod delovanjem sončnega vetra. Glede na njegovo aktivnost je lahko bolj stisnjen na eni strani in razširjen na drugi, kar imenujemo magnetni rep.
- Severni in južni magnetni pol nista enaka geografskim polom. Na primer, med magnetnim in geografskim severnim polom je približno 11 stopinj odstopanja.
- Smer polja se počasi spreminja in znanstveniki preučujejo njeno spremembo smeri. Gibanje se je pospešilo 40 kilometrov na leto.
- Obstajajo različni geološki zapisi, ki so jih preučevali zaradi nekaterih mineralov z morskega dna, ki to pravijo magnetno polje se je v zadnjih 500 milijonih let stotinekrat obrnilo. V tej inverziji bi bili polovici na nasprotnih koncih, tako da če bi uporabili običajni kompas, ne bi kazal proti severu, temveč proti jugu.
Pomen magnetnega polja
Da bi lažje razumeli pomen magnetnega polja, razložimo njegove funkcije in namen, zakaj ga imamo okoli našega planeta. Kot smo že omenili, nas ščiti pred škodo, ki jo povzroča sončni veter. Zahvaljujoč tej magnetosferi lahko sončni veter zaznavamo skozi spektakularne pojave, kot je aurora borealis . Ta povezava s polarnimi siji nas vodi do odkritja, kako Zemljino magnetno polje ustvarja auroro borealis , resnično spektakularen pojav.
To magnetno polje je odgovorno tudi za naše ozračje, kot je opisano v našem članku o strukturi ozračja . Ozračje nas ščiti pred sončnimi žarki in vzdržuje bivalne temperature. Brez njega bi se temperature gibale od 123 stopinj Celzija do -153 stopinj Celzija. Omeniti velja tudi, da na tisoče živali, vključno z vrstami, kot so ptice in želve, uporablja magnetno polje za navigacijo in orientacijo med selitvami. Ta pojav je ključnega pomena za številne vrste, njegovo preučevanje pa nas lahko pripelje do boljšega razumevanja pomena Zemljinega magnetnega polja.
